The kinetics of helium release from irradiated samples of austenitic steels OKh16N15M3B and OKh16N15M3BR (original) (raw)
1978, Journal of Nuclear Materials
Samples of a heat-resistant austenitic steel (both boron free and with 0.005% by weight boron added) were irradiated in the active zone of Reactor WWR-M with a neutron flux of 4 X 1013 n/cm'. s (E 2 3 MeV) and 6 X 1013 n/cm2. s (E Q 0.03 eV) at fixed temperatures in the range of 600°C to 850°C. The neutron fluence was 6 to 8 X 1019 n/cm2. For the study of the helium release kinetics the samples were annealed with a constant heat-up rate. The experimental equipment and procedure were described previously. Most of the helium (70 to 90%) is released at temperatures of 1420 to 1490°C. This is connected with the melting of the samples. Helium release during the annealing in the range 20 to 1300°C is observed in the form of seven peaks on the curve of gas-release rate. Attempts to interpret the helium diffusion mechanism of each stage is given by determination of the activation energies and other data. Irradiation in a helium atmosphere leads to penetration of helium into the samples, which is proportional to the external gas density. A significant intensification of the generation of helium cavities occurs at irradiation temperatures of 750 to 850°C. Des kchantillons d'acier austenitique resistant i chaud (i la fois exempt de bore et contenant 0.005% en poids dc bore) ont et& irradies dans la zone active d'un reacteur WWR-M par un flux de neutrons de 4 X 10 l3 n/cm2. s (E > 3 MeV) et 6 X 1013 n/cm2. s (E Q 0.03 eV) i temperature constant dans l'intervalle 600-850°C. La fluence neutronique etait de 6 i 8 X 1019 n/cm2. Pour etudier la cinetique de degagement de l'helium, les echantillons etaient recuits avec une vitesse de montee en temperature constante. L'iquipement et le processus experimental ont CtC decrits anterieurement. La plus grande partie de l'hdlium (de 70 i 90%) est d&gag&e aux temperatures de 1420 a 1490°C. Ceci est relic i la fusion des echantillons. Le degagement de l'helium durant le recuit dans l'inteivalle 20-l 300°C est observe sous la forme de 7 pits sur la courbe de vitesse de digagement de gaz. Des essais d'interprgtation du mecanisme de diffusion de l'helium i chaquc stade sont bases sur la determination des energies d'activation et sur d'autres donnees. L'irradiation dans une atmosphere d'helium conduit a la penetration de l'helium dans les echantihons, penetration qui est proportionnelle i la densitd du gaz externe. Une intensification significative de la creation de cavites d'helium se produit aux temperatures d'irradiation de 750 a 850°C. Wlrmebestlndige austenitische Stahlproben (borfrei und mit einem Borzusatz von 0.005%) wurden in der aktiven Zone des Reaktors WWR-M in einem Neutronenfluss von 4 X 1013 n/cm2 s (E > 3 MeV) und 6 X 1013 n/cm2. s (E G 0.03 eV) bei bestimmten Temperaturen zwischen 600 und 850°C bestrahlt. Die Dosis betrug 6 bis 8 X 1019 n/cm2. Zur Untersuchung der Kinetik der Heliumfreisetzung wurden die Proben bei konstanter Aufheizgeschwindigkeit wlrmebehandelt. Apparatur und Methode wurden ktirzlich beschrieben. Der grijsste Teil des Heliums (70 bis 90%) wird zwischen 1420 und 1490°C freigcsetzt, was mit dem Schmelzen der Proben im Zusammenhang steht. Die Heliumfreisetzung wiihrend der WCrmebehandlung zwischen 20 und 1300°C wird in form von sieben Peaks in der Gasfreisetzungsgeschwindigkeitskurve beobachtet. Die Versuche zur Deutung des Heliumsdiffusionsmechanismus in jeder Stufe erfolgen durch Bestimmung der Aktivierungsenergien und anderer Daten. Die Bestrahlung in einer Heliumatmosphare fiihrt zu einem Eindringen des Heliums in die Proben, das der Dichte des Lusseren Gases proportional ist. Eine verstlrkte Heliumporenbildung tritt bei Bestrahlungstemperaturen zwischen 750 und 850°C auf.
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