http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/115164 2026-04-10T04:17:36Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/137266 Hafnium in nuclear power industry: the evolution of increasing of the economic indicators and the operation safety of pressurized water nuclear reactors Shilyaev, B.A.; Ulybkin, A.L.; Kovtun, K.V.; Rybka, A.V.; Kutny, V.E.; Pudov, A.O. А further increase of the reliability, safety and efficiency of nuclear reactors, the extension of the nuclear fuel campaign and a better control of the fuel burning-out level demand to search for and use new materials. New materials are also necessary for new energy release management elements in the active zone. In this paper, the potential place that hafnium could occupy in the solution of the mentioned tasks is discussed. The high values of the absorption cross-section for thermal and epithermal neutrons, high corrosion resistance, good mechanical properties and heat conduction of hafnium allow for its use, without any barrier coatings, as the absorbing and structural material for regulation rods of nuclear reactors. Another application of high purity hafnium in the nuclear power industry can be in the emitter material of Compton-type Self-Powered Neutron Detectors (SPND). Such SPND will have instant response to neutron flux changes, which will allow to reach positive effects on the reactor safety and efficiency: increase fuel burning-out times; control the crisis boiling coordinates and time; exclude the processes, which could cause heavy accidents).; Збільшення надійності та безпеки, підвищення ефективності ядерних реакторів, подовження кампанії палива та контроль рівня його вигоряння вимагають пошуку і використання нових матеріалів, в тому числі, й для елементів управління енерговиділенням в активній зоні. У роботі розглядається, яке місце може зайняти гафній при вирішенні перерахованих завдань. Високі перетини поглинання теплових і резонансних нейтронів, корозійна стійкість, механічні властивості та теплопровідність гафнію дозволяють використовувати його без оболонок і покриттів в якості поглинаючого та одночасно конструкційного матеріалу для регулюючих стрижнів ядерних реакторів. Іншим застосуванням чистого гафнію в ядерній енергетиці може бути використання його в якості емітера в комптонівському детекторі прямого заряду (ДПЗ). Такий ДПЗ буде мати миттєву реакцію на зміни потоку нейтронів, що багато в чому дозволить досягти позитивних ефектів (збільшення вигоряння палива; контролю координати і часу кризового кипіння; виключення процесів, що призводять до тяжких аварій).; Увеличение надёжности и безопасности, повышение эффективности ядерных реакторов, продление кампании топлива и контроль уровня его выгорания требуют поиска и использования новых материалов, в том числе и для элементов управления энерговыделением в активной зоне. В работе обсуждается, какое место может занять гафний при решении перечисленных задач. Высокие сечения поглощения тепловых и резонансных нейтронов, коррозионная стойкость, механические свойства и теплопроводность гафния позволяют использовать его без оболочек и покрытий в качестве поглощающего и одновременно конструкционного материала для регулирующих стержней ядерных реакторов. Другим применением чистого гафния в ядерной энергетике может быть использование его в качестве эмиттера в комптоновском детекторе прямого заряда (ДПЗ). Такой ДПЗ будет обладать мгновенной реакцией на изменения потока нейтронов, что во многом позволит достичь положительных эффектов (увеличения выгорания топлива; контроля координаты и времени кризисного кипения; исключения процессов, приводящих к тяжелым авариям). 2017-01-01T00:00:00Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/137265 Structural transformation in Zr/Mg multilayer on Si substrate after annealing Konotopsky, L.E.; Kopilets, I.A.; Kosmachev, S.M.; Kondratenko, V.V. A Zr/Mg periodic multilayer was deposited onto silicon substrate by DC magnetron sputtering. Study of the Zr/Mg multilayer structure in an initial state and after thermal annealing in a temperature range of 100...600 °C was made by the X-ray diffraction and cross-section transmission electron microscopy methods. It was shown that Zr/Mg multilayers are stable up to 400 °C. Further heating to 500 °C leads to decreasing of the number of the operable periods due to the zirconium and magnesium layers interaction with the silicon substrate. Annealing at 550 °C leads to multilayer periodicity destructing.; Рентгенографічними і електронно-мікроскопічними методами досліджено багатошарове рентгенівське дзеркало (БПК) Zr/Mg у вихідному стані та після відпалу (100…600 °С). БПК Zr/Mg на кремнієвій підкладці було виготовлено методом прямоточного магнетронного розпилення. Показано, що структура рентгенівського дзеркала зберігається незмінною при відпалі до 400 °С. Подальший нагрів до 500 °С супроводжується зниженням числа робочих періодів за рахунок взаємодії шарів цирконію і магнію з кремнієвої підкладкою. Відпал при 550 °C призводить до руйнування періодичної структури в БПК.; Рентгенографическими и электронно-микроскопическими методами исследовано многослойное рентгеновское зеркало (МРЗ) Zr/Mg в исходном состоянии и после отжига (100…600 °С). МРЗ Zr/Mg на кремниевой подложке было изготовлено методом прямоточного магнетронного распыления. Показано, что структура рентгеновского зеркала сохраняется неизменной при отжиге вплоть до 400 °С. Дальнейший нагрев до 500 °С сопровождается снижением числа рабочих периодов за счет взаимодействия слоев циркония и магния с кремниевой подложкой. Отжиг при 550 °C приводит к разрушению периодической структуры в МРЗ. 2017-01-01T00:00:00Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/137264 High pure zirconium Pylypenko, M.M. The results of investigations of zirconium refining processes by methods of electron-beam melting and zone recrystallization using high-vacuum technology are presented. It is shown that the applied methods of zirconium refin-ing allow to effectively reduce the content of impurities. Investigation of the properties of the obtained samples of high-purity zirconium and the dependence of these properties on the content of impurities allowed to reveal new features of high-purity zirconium.; Викладено результати досліджень процесів рафінування цирконію методами електронно-променевої плавки та зонної перекристалізації із застосуванням високовакуумної техніки. Показано, що ці методи рафі-нування цирконію дозволяють ефективно знизити вміст домішок. Дослідження властивостей отриманих зразків високочистого цирконію і залежності цих властивостей від вмісту домішок дозволили виявити нові особливості високочистого цирконію.; Изложены результаты исследований процессов рафинирования циркония методами электронно-лучевой плавки и зонной перекристаллизации с применением высоковакуумной техники. Показано, что применяемые методы рафинирования циркония позволяют эффективно снизить содержание примесей. Исследования свойств полученных образцов высокочистого циркония и зависимости этих свойств от содержания примесей позволили выявить новые особенности высокочистого циркония. 2017-01-01T00:00:00Z http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/137263 Multiscale modeling of the low-temperature electron irradiation of beryllium Bratchenko, M.I.; Dyuldya, S.V. Presented are the methodology and the results of the multiscale modeling of radiation defects primary production and time evolution for 2.5 MeV cryogenic (77 K) irradiation of highly deformed to ~ 10¹² cm⁻² dislocations density beryllium at the NSC KIPT electron linac ELIAS. It is shown that the application of low-temperature e⁻-irradiation of prestrained targets allows efficient suppression of vacancy-interstitial recombination due to escape of freely mi-grating self-interstitial atoms to dislocation sinks and results in abnormally high (~ 10⁻³ per atom) vacancy yield comparable with that of primarily produced Frenkel pairs at a reasonable (≤10³h)e⁻-beam exposure.; Представлено методологію та результати багатомасштабного моделювання первинної продукції та еволюції у часі радіаційних дефектів за криогенного (77 К) опромінення сильнодеформованого до густини дислокацій ~10¹² cм⁻² берилію на електронному лінаці ELIAS ННЦ ХФТІ. Показано, що застосування низькотемпературного електронного опромінення попередньо напружених мішеней дозволяє ефективно пригнічувати рекомбінацію пар Френкеля через витік вільно мігруючих власних міжвузельних атомів до дислокаційних стоків і призводить до аномально високих (~10⁻³ на атом) концентрацій вакансій, які добре порівнянні з концентраціями первинних пар Френкеля за прийнятної (≤10³ год) тривалості електронного опромінення.; Представлены методология и результаты многомасштабного моделирования первичной генерации и временной эволюции радиационных дефектов при криогенном (77 К) облучении сильнодеформированного до плотности дислокаций ~ 10¹² cм⁻² бериллия на электронном линаке ELIAS ННЦ ХФТИ. Показано, что применение низкотемпературного облучения предварительно напряженных мишеней позволяет эффективно подавлять рекомбинацию пар Френкеля за счет ухода свободно мигрирующих собственных межузельных атомов на дислокационные стоки и приводит к аномально высоким (~ 10⁻³ на атом) выходам вакансий, сопоставимых с концентрациями первичных пар Френкеля при разумной (≤10³ ч) длительности e⁻-облучения. 2017-01-01T00:00:00Z