Влияние облучения на наноструктуру конструкционных материалов ядерной техники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, доктор физико-математических наук Рогожкин, Сергей Васильевич

• Рогожкин, Сергей Васильевич
• доктор физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Рогожкин, Сергей Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Рождение дефектов в каскадах атом-атомных соударений.

1.1 Введение.

1.2 Динамическая стадия релаксации каскада.

1.3 Кинетическая стадия релаксации каскада.

1.4 Диффузионная стадия релаксации каскада.

1.5 Расчет характерного времени передачи энергии в электронную подсистему.36 |

1.6 Релаксация каскада с учетом времени электрон-фононного взаимодействия.

1.7 Устойчивость результатов расчетов.

1.8 Влияние термических пиков на распыление материалов в окрестности температуры Кюри.

Выводы к главе 1.

Глава 2. Корреляционные эффекты при каскадном рождении дефектов

2.1 Введение.

2.2 Релаксация системы дефектов в среде с каскадными | флуктуациями. Эффективный источник рождения дефектов.

2.3 Флуктуационные особенности рождения дефектов при каскадообразующем облучении.

2.4 Влияние каскадных корреляций плотности точечных дефектов на распределение зародышей новой фазы в облучаемых материалах.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Формирование наноразмерных предвыделений в материале сварного шва корпуса реактора ВВЭР-440.

3.1 Введение.

3.2 Материалы и методика исследований.

3.3 Результаты томографических атомно-зондовых исследований материала сварного шва корпуса реактора ВВЭР-440.

3.4 Мезоскопический расчет скорости зарождения меднообогащенных предвыделений в сварных швах корпусов реакторов ВВЭР-440.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Формирование наноразмерных предвыделений в ферритно-мартенситных сталях.

4.1 Введение.

4.2 Материалы и методика исследований.

4.3 Результаты томографических атомно-зондовых исследований стали ЭК-181 в исходном состоянии и после термических обработок.

4.4 Результаты томографических атомно-зондовых исследований стали ЭК-181 после облучения ионами.

4.5 Результаты томографических атомно-зондовых исследований стали Euro fer 97 после облучения нейтронами.

Выводы к главе 4.

Глава 5. Наноструктура дисперсно-упрочненных оксидами феритно-мартенситных сталей в исходном состоянии и при облучении.

5.1 Введение.

5.2 Материалы и методика исследований.

5.3 Результаты томографических атомно-зондовых исследований исходного состояния стали ODS Euro fer.

5.4 Результаты томографических атомно-зондовых исследований стали ODS Eurofer, облученной в реакторе БОР-бО.

5.5 Результаты томографических атомно-зондовых исследований стали ODS Eurofer, облученной тяжелыми ионами.

Выводы к главе 5.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние облучения на наноструктуру конструкционных материалов ядерной техники»

Актуальность темы

В настоящее время общепризнано, что структурно-фазовое состояние, включая наноструктуру, определяет многие функциональные свойства конструкционных материалов ядерной техники [1-3]. При этом особенности наноструктуры могут формироваться как в процессе создания материалов, так и возникать в условиях эксплуатации. Так, например, образование вакансионных пор сопровождается распуханием материалов активной зоны реакторов [4], формирование нанокластеров, предвыделений в материале корпусов энергетических реакторов приводит к повышению температуры вязко-хрупкого перехода [5, 6]. Эти явления снижают эффективность ядерных энергетических установок и, в целом, ограничивают ресурс работы реакторов. В тоже время, формируемая наноструктура в ферритно-мартенситных сталях повышает жаропрочность этих материалов, что обеспечивает им конкурентное преимущество в качестве материала активной зоны разрабатываемых ядерных реакторов и материала первой стенки термоядерных реакторов [7, 8]. Отметим, что исследование влияния наноструктуры материалов на их свойства находится на начальной фазе развития, поскольку требует применения самых современных методик ультрамикроскопии. Применение этих методов расширяет понимание механизмов изменения функциональных свойств и возможность прогнозирования поведения материалов в радиационных полях. Прикладное значение этих исследований обусловлено первостепенной важностью ресурса радиационно нагруженных элементов конструкции, как действующих, так и новых разрабатываемых типов энергетических реакторов. Несомненна фундаментальная составляющая исследований взаимодействия высокоэнергетичных частиц с веществом. Несмотря на имеющееся понимание процессов, протекающих на различных пространственновременных масштабах, пока не удается создать расчетные коды, стартующие с первопринципных расчетов, и описывающие поведение конструкционных материалов в условиях их эксплуатации [9].

Радиационно-индуцированная деградация свойств материалов, а в общем случае - модификация материалов под облучением, прежде всего, обусловлена рождением значительного числа дефектов под действием потоков высокоэнергетичных частиц. Изучение этих процессов и установление закономерностей радиационной повреждаемости - ключ к управлению свойствами материалов ядерной техники. Облучение приводит к образованию точечных дефектов, таких как, вакансии, междоузельные атомы, атомы продуктов ядерных реакций в состояниях внедрения и замещения. Известно, что при облучении высокоэнергетичными нейтронами и ионами значительная доля дефектов образуется в каскадах атом-атомных соударений [10] и эта особенность имеет решающее влияние на детали деградации. При определенных условиях (как правило, при достаточно большой концентрации дефектов) происходит образование скоплений дефектов, выделение фаз. Кроме того, облучение может приводить к изменению тонкой структуры наноструктурированных материалов, разрабатываемых в настоящее время в качестве конструкционных материалов активной зоны реакторов. Перечисленные процессы вызывают значительный интерес, поскольку могут привести к кардинальным изменениям свойств материалов.

Одним из важных негативных последствий облучения конструкционных материалов ядерных энергетических установок, например, материалов корпусов реакторов, является упоминавшийся выше сдвиг температуры вязко-хрупкого перехода. Для реакторов ВВЭР это явление особенно выражено в сварных швах, которые являются лимитирующим элементом конструкции корпуса, определяющим ресурс корпуса реактора в целом. В настоящее время показано, что причиной этого явления является образование значительного числа скоплений (кластеров) атомов примесей 9 либо легирующих элементов. В тоже время, остаются не достаточно изученными механизмы их формирования и роста, влияние на них скорости набора дозы, концентрации примесей и легирующих добавок и т.д.

Важным положительным примером роли наномасштабных особенностей материалов являются разрабатываемые в настоящее время материалы с дисперсным упрочнением различными включениями. Повышение жаропрочности и радиационной стойкости ферритно-мартенситных сталей в основном связывают с присутствием в матрице высокодисперсных стабильных карбидных либо оксидных включений, которые являются как местами закрепления дислокаций, так и стоками для точечных дефектов. Наиболее перспективными среди них считаются дисперсно-упрочненные оксидами стали [11]. Эти материалы рассматриваются как перспективные материалы активной зоны ядерных реакторов и первой стенки термоядерных реакторов. Современный уровень разработки этого класса материалов сталкивается с проблемами идентификации наномасштабных изменений и определения механизмов их формирования.

Область нано- и, особенно, атомных масштабов является наиболее интересной, поскольку не полностью ясны многие микроскопические причины деталей перестройки структуры сплавов, в том числе конструкционных материалов. В значительной степени это было связано с отсутствием экспериментальных данных о процессах, протекающих на этих масштабах в многокомпонентных материалах. В настоящее время экспериментальные исследования начальных стадий деградации конструкционных материалов получили импульс в связи с развитием методик, позволяющих это делать на масштабах, близких к атомному. Поэтому исследование и установление закономерностей процессов наномасштабной перестройки структурно-фазового состояния конструкционных материалов ядерной техники при их создании и под воздействием эксплуатационных факторов является актуальной задачей.

Расширение базы экспериментальных данных о первичных процессах деградации материалов стимулирует развитие моделей радиационной повреждаемости материалов. Одной из наиболее важных особенностей воздействия реакторного облучения является каскадный характер рождения повреждений, поэтому исследованию этих процессов придается столь важное значение.

Актуальность диссертационной работы подтверждается выполнением ее в рамках научного сотрудничества, научных договоров и контрактов ГНЦ РФ ИТЭФ, финансируемых Росатомом, ОАО ВНИИНМ им. Бочвара, Институтом Технологий Карсруэ KIT (Германия), Институтом Энергии Объединенного Исследовательского Центра IE JRC (Голландия), Международного Агентства по Атомной Энергии (Австрия), в рамках государственного задания ФГБУ ГНЦ РФ ИТЭФ.

Целью диссертационной работы являлось развитие моделей радиационной повреждаемости и экспериментальное выявление закономерностей формирования и эволюции наноструктуры конструкционных материалов ядерных энергетических установок как в исходном, так и в облученном состояниях.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие научные задачи.

1. Разработаны теоретические подходы и модели влияния каскадообразующего облучения на формирование дефектной структуры в материалах:

- мезоскопическая модель для оценки повреждаемости материалов при каскадообразующем облучении (нейтроны, ионы);

- зарождение и эволюция особенностей наноструктуры материалов (нанокластеров, предвыделений, выделений вторых фаз) описано в рамках теории фазовых переходов уравнением Онсагера с учетом каскадного характера возникновения радиационных повреждений,

- модель распыления ферромагнитных материалов в окрестности температуры Кюри, учитывающая возникновение термических пиков в каскадах атом-атомных смещений и магнитные флуктуации спиновой подсистемы.

2. Экспериментально изучено образование и эволюция наномасштабных особенностей структуры конструкционных материалов ядерных реакторов при различных термических обработках, облучении ионами и нейтронами:

- наноструктура материала сварного шва корпуса реактора ВВЭР-440 при реакторном облучении, последующем отжиге и повторном облучении;

- наномасштабные особенности распределения легирующих элементов и примесей в ферритно-мартенситных сталях (стали ЭК-181 и Euro fer 97) при различных термических обработках, облучении ионами и нейтронами; наноструктура дисперсно-упрочненных оксидами ферритно-мартенситных сталей и ее эволюция под воздействием реакторного облучения и облучения тяжелыми ионами.

Объект исследования

Объектом исследования являлись материалы корпуса реакторов ВВЭР-440, ферритно-мартенситные стали ЭК-181, Eurofer 97, дисперсно-упрочненная оксидами иттрия сталь ODS Eurofer, а также модельные металлы и сплавы, для которых в диссертации проводились расчеты.

Предмет исследований

Предметом исследований была эволюция наноструктуры материалов при облучении нейтронами и ионами до различных доз.

Методы исследований

Использовалась томографическая атомно-зондовая микроскопия для анализа наноструктуры сталей, просвечивающая электронная микроскопия для предварительного анализа образцов.

Личное участие автора и благодарности

Основу диссертации составили результаты исследований, проведенных под научным руководством и при непосредственном участии автора. Вклад автора состоит в постановке задач исследований, участии в проведении экспериментов и расчетов, обработке и анализе их результатов. Автором лично проводились расчеты каскадных эффективностей и разработка теоретических моделей формирования предвыделений в условиях каскадообразующего облучения, распыления ферромагнитных материалов в окрестности температуры Кюри.

Автор выражает благодарность коллегам из ГНЦ РФ ИТЭФ и НИЯУ МИФИ, участвовавшим в проведении экспериментальных исследований, обработке, обсуждении и анализе результатов, в обсуждении моделей и проведении расчетов: А.Г. Залужному, Ю.Н. Девятко, A.A. Плясову, A.A. Алееву, А.А Никитину, H.A. Искандарову, H.H. Орлову. Автор признателен членам Научного Совета по Радиационной Физике Твердого Тела Отделения физических наук РАН: Б.Н. Гощицкому, В.В. Сагарадзе, Н.Н Сюткину, В. В. Овчинникову, A.B. Козлову, Шишову В.Н. за полезные обсуждения на сессиях совета, семинарах и конференциях данных экспериментальных исследований, моделей эволюции радиационных дефектов в металлах и сплавах при облучении нейтронами.

Новизна результатов работы заключается в следующем

• На основе предложенной мезоскопической модели проведены расчеты релаксации каскадной области повреждения в железе, учитывающие различные механизмы теплопроводности, получены значения эффективности каскадов, как источников точечных дефектов, при различных энергиях первично выбитого атома. Показано, что локальный разогрев в области каскадов атом-атомных соударений вблизи поверхности облучаемого материала может оказывать заметное влияние на распыление в окрестности температуры магнитных фазовых переходов.

• Проведено исследование влияния каскадных корреляций на скорость образования зародышей новой фазы и показано, что конечный радиус корреляций, обусловленный каскадным рождением дефектов, облегчает зарождение предвыделений в облучаемом материале.

• Методами томографической атомно-зондовой микроскопии получены данные о наноразмерных предвыделениях, образующихся в материале сварного шва корпуса реактора ВВЭР-440 при реакторном облучении с повышенной плотностью потока нейтронов в условиях первичной эксплуатации и эксплуатации после восстановительного отжига. Для материала сварного шва с высоким содержанием фосфора, облученного до флюенса нейтронов 6-10 м" (~0,1 смещения на атом, сна) с энергиями > 0,5 МэВ, отвечающего характерному ресурсу корпусов ВВЭР-440, исследован состав радиационно-индуцированных нанокластеров и распределение меди и фосфора в кластерах, получены детальные данные о составе дискообразных карбидов.

• Впервые выявлены закономерности влияния плотности потока нейтронов на состав и концентрацию кластеров, формирующихся при первичном облучении материала сварного шва корпуса ВВЭР-440 и после восстановительного отжига. В условиях быстрого набора дозы, в 10 раз превышающего эксплуатационные условия, установлено:

- формирующиеся при первичном облучении кластеры имеют в два раза меньшее значение концентрации обогащающих элементов, чем в материале темплетов, вырезанных из корпуса реактора;

- при облучении материала после восстановительного отжига формируется новая генерация меднообогщенных кластеров, в то время как в темплетах они не были обнаружены.

• Показано, что рассчитанная на основе разработанной мезоскопической модели скорость зарождения предвыделений меди в каскадах атом-атомных соударений, возникающих при реакторном облучении, соответствует экспериментально наблюдаемой величине в материале сварного шва корпуса реактора ВВЭР-440.

• Выявлены закономерности влияния термообработки на формирование наномасштабного состояния перспективного материала активной зоны реакторов на быстрых нейтронах ферритно-мартенситной стали ЭК-181 и показано, что после традиционной термической обработки, включающей закалку и отпуск, в объеме зерен в стали ЭК-181 формируются Сг-У-М нанокластеры размерами ~ 3 нм и плотностью ~ 3 • 1023 м"3, в то время как после комбинированной термической обработки, включающей дополнительное термоциклирование, такие кластеры не наблюдались.

• Впервые показано, что в процессе облучения стали ЭК-181 ионами железа до повреждающей дозы 10 сна происходит перераспределение элементов и изменение состава, размеров и количества наноразмерных Сг-У-Ы кластеров, упрочняющих материал после традиционной термической обработки, причем увеличение размера кластеров под воздействием каскадообразующего облучения сопровождается снижением в них концентрации ванадия, хрома и азота.

• Показано, что реакторное облучение при 330 °С до повреждающей дозы 32 сна перспективного материала активной зоны реакторов ферритномартенситной стали ЕигоГег 97 приводит к распаду твердого раствора и формированию предвыделений а' фазы, обогащенной не только Сг, но и

15

Mn, Si. Обнаружена сильная пространственная корреляция в расположении атомов Cr и Мп, указывающая на важную роль марганца в распаде твердого раствора под облучением.

• Обнаружена высокая плотность (-5-10 м" ) наноразмерных (2-4 нм) кластеров в исходном состоянии перспективного материала активной зоны реакторов дисперсно-упрочненной оксидами Y203 стали ODS Eurofer. Впервые исследован состав этих кластеров и показано, что они состоят из атомов иттрия, кислорода, ванадия и азота.

• Впервые исследовано изменение наноструктуры стали ODS Eurofer при реакторном облучении при 330 °С до повреждающей дозы 32 сна и показано, что после реакторного облучения в стали ODS Eurofer имеются кластеры, существенно отличающиеся по составу от кластеров в исходном состоянии, в то время как размер и плотность близки к соответствующим значениям в исходном состоянии. Обнаруженное изменение состава твердого раствора указывает на частичное растворение включений оксидов иттрия, упрочняющих материал.

• При облучении образцов стали ODS Eurofer тяжелыми ионами выявлены две составляющие процессов деградации наноструктуры дисперсно-упрочненной оксидами стали: выход ванадия и азота из состава кластеров под воздействием каскадообразующего облучения и приход иттрия и кислорода из твердого раствора в кластеры.

Практическая значимость работы

• Разработанная модель для расчета эффективности каскадного рождения дефектов может быть использована для уточнения расчетов доз радиационного повреждения конструкционных материалов, что крайне важно при анализе влияния различных видов облучения на свойства материалов. Она позволяет учитывать вклад каскадного рождения дефектов в кинетику эволюции дефектной структуры облучаемых материалов: рост радиационно-индуцированных предвыделений, развитие дислокационной структуры и другие процессы.

• Данные о наностуктуре сварных швов корпуса реактора ВВЭР-440 могут быть использованы для обоснования баз данных по сварным швам, облученным в условиях повышенной скорости набора дозы, для задач оценки ресурса корпусов реакторов ВВЭР-440, прошедших восстановительный отжиг, а также для определения структурных критериев восстановления материала корпусов при восстановительном отжиге.

• Полученные данные о наномасштабном состоянии структуры ферритно-мартенситной стали ЭК-181 после различных термических обработок и облучения ионами Fe могут быть использованы для прогнозирования поведения этой стали в условиях эксплуатации и для дальнейшей оптимизации завершающей термической обработки.

• Результаты исследования начальных стадий распада твердого раствора ферритно-мартенситной стали Eurofer 97 после реакторного облучения до дозы 32 сна могут быть использованы для прогнозирования поведения этой стали в условиях эксплуатации.

• Полученные данные о наноструктуре стали ODS Eurofer в исходном состоянии и после облучения могут быть использованы для оценки ресурса этой стали и для разработки дисперсно-упрочненных сталей нового поколения.

• Отработанная методика облучения тяжелыми ионами образцов-игл с последующим исследованием методами атомно-зондовой томографии может быть использована для моделирования влияния реакторного облучении на наноструктуру материалов и задач экспрессного анализа радиационной стойкости перспективных материалов активной зоны реакторов.

• Полученные результаты имеют большое научное значение для оценки степени радиационного повреждения материалов в условиях воздействия потоков высокоэнергетичных частиц. Данные о наноструктуре сварных швов

ВВЭР-440 могут быть использованы Институтом реакторных материалов и технологий НИЦ КИ, концерном «Росэнергоатом» для обоснования прогноза ресурса корпусов ВВЭР-440, прошедших восстановительный отжиг; данные о наноструктуре ферритно-мартенситных сталей, в том числе в условиях облучения, могут быть использованы разработчиками этих сталей - ОАО ВНИИНМ, Институтом технологий Карлсруэ и др. для создания реакторных конструкционных материалов нового поколения.

Положения, выносимые на защиту

1. Разработанная мезоскопическая модель каскадов атом-атомных смещений для анализа кинетики накопления точечных дефектов в металлах, формирования предвыделений фаз при облучении пересыщенных твердых растворов, расчета коэффициента распыления ферромагнитных материалов в окрестности температуры Кюри. Результаты расчетов влияния механизма выноса энергии из области каскада на каскадную эффективность рождения дефектов.

2. Механизм аномального увеличения коэффициента распыления ферромагнитных материалов в окрестности температуры Кюри.

3. Результаты расчетов эффективных источников рождения дефектов, учитывающие аннигиляцию вакансий и междоузельных атомов, их уход на дислокации на временах между каскадами.

4. Результаты учета влияния каскадных корреляций плотности дефектов на кинетику релаксации ансамбля предвыделений новой фазы на основе уравнения для поля параметра порядка.

5. Выявленные закономерности формирования наноструктуры в материале сварного шва ВВЭР-440 в результате облучения, отжига и вторичного облучения при использовании реакторного облучения с повышенной плотностью потока нейтронов по сравнению с условиями эксплуатации.

6. Экспериментальные результаты по формированию наномасштабного состояния стали ЭК-181 при различных термических обработках: закалке, отпуске, термоциклированиии.

7. Результаты исследования наноструктуры стали ODS Eurofer в исходном состоянии, данные о составе и объемной плотности наноразмерных кластеров, содержащихся в этой стали.

8. Экспериментальные данные о наноструктуре сталей ODS Eurofer и Eurofer 97, облученных в реакторе БОР-бО до дозы 32 сна при 330 °С.

9. Развитый метод облучения тяжелыми ионами образцов-игл с последующим исследованием облученных образцов методами атомно-зондовой томографии и применение этого метода для изучения влияния каскадов атом-атомных смещений на эволюцию наноструктуры перспективных реакторных материалов.

10. Установленные закономерности эволюции наноструктуры сталей ODS Eurofer и ЭК-181 в условиях облучения тяжелыми ионами.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, приложения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 235 страницах, содержит 65 рисунков, 18 таблиц и список цитируемой литературы из 238 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Рогожкин, Сергей Васильевич

выводы

1. Развита мезоскопическая модель процессов, обусловленных каскадным рождением дефектов в облучаемых материалах, на основе которой проведены расчеты релаксации каскадной области повреждения, учитывающие различные механизмы теплопроводности, получены значения эффективности каскадов, как источников точечных дефектов, при различных энергиях первично выбитого атома. Показано, что распыление ферромагнитных материалов вблизи температуры Кюри определяется не только линейными каскадами столкновений, но и неравновесным испарением атомов из области термических пиков, возникающих в каскадах атом-атомных смещений вблизи поверхности.

2. Установлено, что характерные радиусы корреляционных функций плотности дефектов при каскадообразующем облучении определяются радиусом каскадной области повреждений, и наличие каскадных корреляций плотности приводит к перенормировке критического радиуса кластеров и изменению характера релаксации их распределения по размерам. В рамках теории фазовых переходов показано, что в облучаемом материале зарождение новой фазы может происходить в условиях, когда равновесные флуктуации не приводят к зарождению новой фазы.

3. При исследовании методами атомно-зондовой томографии закономерностей формирования наномасштабных особенностей структуры материалов корпуса ВВЭР-440 в материале сварного шва, облученном в каналах образцов свидетелей Ровенской АЭС до флюенса ~ 1023 м"2, отвечающего характерному ресурсу, обнаружена высокая плотность

МО24 м"3) кластеров, преимущественно обогащенных медью и фосфором, которые могут оказывать существенное влияние на увеличение температуры вязко-хрупкого перехода. Показано, что ускоренное облучение приводит к формированию Си-Р кластеров с более низким содержанием меди (-10 ат. %), чем в темплетах (-20 ат. %), при первичном облучении, что необходимо учитывать при анализе результатов исследования образцов свидетелей.

4. Показано, что в материале сварного шва ВВЭР-440 с высоким содержанием фосфора при повторном после восстановительного отжига

24 3 облучении формируется новая генерация Си-Р кластеров (-0.810 м" ). Наличие данных наноразмерных образований может быть одной из причин деградации механических свойств материала сварного шва при повторной эксплуатации.

5. Полученные томографические атомно-зондовые данные указывают на то, что критерием восстановления эксплуатационных свойств материала сварного шва при отжиге корпуса ВВЭР-440 должно быть не только растворение основной доли радиационно-индуцированных выделений и сегрегаций, но и очищение матрицы материала от меди за счет формирования при отжиге небольшого числа крупных медных выделений.

6. В рамках мезоскопической модели проведен расчет скорости каскадного зарождения меднообогащенных кластеров в материале сварных швов корпусов ВВЭР-440, учитывающий образование меднообогащенного кластера, размер которого пропорционален объему, охваченному каскадом. Описана кинетика зарождения и роста меднообогащенных кластеров, учитывающая диффузию атомов меди в кластеры. Показано соответствие предложенного мезоскопического подхода экспериментально наблюдаемым значениям концентрации кластеров как при первичном облучении, так и при облучении после восстановительного отжига.

7. Получены данные о перераспределении химических элементов на наномасштабном уровне в стали ЭК-181 после различных режимов термических обработок: заводского отжига, закалки, традиционной (закалка отпуск) и комбинированной (включающей дополнительное термоциклирование) термических обработок:

- показано, что в стали ЭК-181 при традиционной термической обработке, отвечающей наиболее высокому уровню жаропрочности, образуется высокая плотность (-3-10 м ) дисперсных включений -наноразмерных кластеров, преимущественно обогащенных хромом (-16 ат.%), ванадием (~5 ат.%) и азотом (~2 ат.%);

- показано, что ванадий играет решающую роль в формировании наноразмерных кластеров в стали ЭК-181.

8. Установлено, что в результате каскадообразующего облучения ионами Fe образцов стали ЭК-181 обнаруженные в исходном состоянии кластеры увеличиваются в размере от 2-4 нм до 5-8 нм, при этом отмечается изменение из состава (снижение концентрации обогащающих кластеры элементов -V, Cr, N), что является следствием воздействия каскадов атом-атомных смещений на нанокластеры.

9. Показано, что при облучении ферритно-мартенситной стали Eurofer 97 в реакторе БОР-бО до повреждающей дозы 32 сна при Т = 330 °С происходит перераспределение элементов в процессе облучения с образованием наноразмерных областей, обогащенных хромом (вплоть до 20 ат.%) и марганцем (до 4 ат.%), при одновременном обеднении матрицы по хрому до 6 ат.%, что может привести к понижению коррозионной стойкости материала.

10. В исходном состоянии дисперсно-упрочненной оксидами ферритно-мартенситной стали ODS Eurofer обнаружено большое число (~2 ■ 1024 м"3) сверхмелких (~ 2.5 нм в диаметре) кластеров, обогащенных иттрием, кислородом, азотом и ванадием. Этот факт указывает на частичное растворение дисперсных оксидных частиц Y2O3 на стадии приготовления материала и на существенную роль ванадия в формировании наноразмерных кластеров в стали ODS Eurofer.

11. Показано, что в стали ODS Eurofer, облученной при 330 °С до повреждающей дозы 32 сна в реакторе БОР-бО обнаруженные нанокластеры существенным образом обогащены иттрием, кислородом, марганцем и хромом. Полученные данные о составе кластеров и матрицы материала I позволяют сделать вывод о частичном растворении включений оксида иттрия при нейтронном облучении стали ODS Eurofer.

12. В экспериментах по облучению стали ODS Eurofer ионами железа до различных повреждающих доз установлено постепенное изменение состава кластеров при увеличении повреждающей дозы:

- уменьшение концентраций О, N и V в кластерах, обусловленное уходом этих элементов в матрицу под действием облучения;

- увеличение концентрации Мп, О и Y в матрице при увеличении повреждающей дозы за счет частичного растворения дисперсных включений оксидов, содержащихся в материале.

13. Отмечено соответствие изменений тонкой структуры дисперсно-упрочненных оксидами сталей, облученных ионами Fe и в условиях реакторного облучения в области доз радиационного повреждения ~ 30 сна.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Рогожкин, Сергей Васильевич, 2013 год

1. Бескоровайный Н.М., Калин Б.А., Платонов П.А., Чернов И.И. Конструкционные материалы ядерных реакторов. - М.: Энергоатомиздат. -1995.-704 с.

2. Иванов Л.И., Платов Ю.М. Радиационная физика металлов и ее приложения. М.: Интерконтакт Наука. -2002. - 300 с.

3. Zinkle S.J. Radiation-Induced Effects on Microstructure // Comprehensive Nuclear Materials. 2012. - V. 1. - P. 65-98.

4. Зеленский В.Ф., Неклюдов И.М., Черняева Т.П. Радиационные дефекты и распухание металлов. Киев: Наукова думка. -1988. - 296 с.

5. English С., Hyde J. Radiation Damage of Reactor Pressure Vessel Steels // Comprehensive Nuclear Materials. 2012. - V. 4. - P. 151-180.

6. Klueh R. L., Harris D. R. High-Chromium Ferritic and Martensitic Steels for Nuclear Application. ASTM stock Number: M0N03, 2001. - 220 p.

7. Kinchin G.H., Pease R.S. A Method of Cascade Function Calculation // Report on Progress in Physics. 1955. - V. 18. - P. 1-19.

8. Ukai S., Fujiwara M. Perspective of ODS alloys application in nuclear environments // Journal of Nuclear Materials. 2002. - V. 307-311. - P. 749-757.

9. Brinkman J. A. On the nature of radiation damage in metals. // Journal of Applied Physics. 1954. - V. 25. - P. 961-970.

10. Seitz F., Koehler J.S. Displacement of atoms during irradiation. In: Solid State Physics / Ed. by F. Seitz and D. IPurnbull. New York: Academic Press. - 1956. -V. 2.-P. 307-442.

11. Robinson M. Т., Torrens I. M. Computer simulation of atomic displacement cascades in solids in the binary collision approximation // Physical Review B. -1974.-V. 9.-P. 5008-5024.

12. Norgett M. J., Robinson M. Т., Torrens I. M. A proposed method of calculating displacement dose rate // Nuclear engineering and design. 1975. - V. 33. -P. 50-56.

13. Torrens I.M., Robinson M.J., Norgett M. A proposal method of calculation displacement dose rate // Nuclear engineering and design. 1978. - V. 33. - P. 5054.

14. Кирсанов В.В., Суворов A.JI., Трушин Ю.В. Процессы радиационного дефектообразования в металлах. М.: Энергоатомиздат. - 1985. - 272 с

15. Заболотный В.Т., Цепелев А.Б., Старостин Е.Е. Генерация дефектов в каскадах столкновений и прогноз повреждаемости металлов нейтронами // Вопросы атомной науки и техники, сер. Материаловедение и новые материалы. 2004. - Вып. 1(62). - С. 276-287.

16. Daw M. S., Baskes M.I. Embedded-atom method: Derivation and application to impurities, surfaces and other defects in metals // Physical Review B. 1984. -V. 29. -P. 6443-6453.

17. Folies S. M., Baskes M. I., Daw M. S. Embedded-atom-method functions for the fee metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, and their alloys // Physical Review B. -1986.-V. 33.-P. 7983-7991.

18. Finnis M.W., Sinclair J.E. A simple empirical N-body potential for transition metals // Philosophical Magazine A. 1984. - V. 50. - P. 45-55.

19. Calder A.F., Bacon D.J. A molecular dynamics study of displacement cascades in a-iron // Journal of nuclear materials. 1993. - V. 207. - P. 25-45.

20. Dudarev S.L., Derlet P.M., A 'magnetic' interatomic potential for molecular dynamics simulations // Journal of Physics: Condensed Matter. 2005. - V. 17. -P. 7097-7118.

21. Bonny G., Pasianot R.C., Terentyev D., Malerba L. Interatomic Potential to Simulate Radiation Damage in Fe-Cr Alloys. Open report, SCK*CEN-BLG-1077. Belgian Nuclear Research Centre, Boeretang, Mol Belgium. 2011. - 38 p.

22. Девятко Ю.Н., Климов M. В., Маклецов А. А. Температурные эффекты в каскадах атом-атомных столкновений // Сб. Ионизирующие излучения и лазерные материалы. М.: Энергоатомиздат. - 1982. - С. 101-112.

23. Zhukov V. P., Ryabenko A.V. The role of shock wave in low energy recoil atom radiation damage // Radiation Effects and Defects in Solids. 1984. - V. 83. -P. 85-95.

24. Жуков В.П., Демидов А.В. Расчет пиков смещения в приближении сплошной среды // Атомная энергия. 1985. - Т. 59. - С. 29-33.

25. MartynenkoYu.N., Umansky M.V. Relaxation of thermal spikes // Radiation effects and defects in solids. 1994. - V. 132. - P. 31-39.

26. Девятко Ю.Н., Чернов B.M., Плясов A.A., Рогожкин С.В. Мезоскопическая модель каскадов атом-атомных соударений // Вопросы атомной науки и техники, серия: Материаловедение и новые материалы. — 2004. Вып. 1(62). - С. 288-298.

27. Девятко Ю.Н., Плясов А.А., Рогожкин С.В. Эффективность генерации дефектов при каскадообразующем облучении // Известия Российской академии наук, серия физическая. 2006. - Т. 70. - С. 1231-1234.

28. Заболотный В.Т., Старостин Е.Е. Эквивалентность доз облучения перспективных малоактивируемых сплавов в разных реакторах // Перспективные материалы. 2006. - № 3 - С. 18-21.

29. Девятко Ю.Н., Рогожкин С.В., Плясов А.А., Чернов В.М. Температурные эффекты в каскадах атом-атомных соударений // Вопросы атомной науки и техники, серия Материаловедение и новые материалы. 2006. - Вып. 1(66). -С. 31-42.

30. Stoller R. Е. Primary Radiation Damage Formation // Comprehensive Nuclear Materials. 2012. - V. 1. - P. 293-332.

31. Martynenko Yu. V. Annealing and clustering of defects in cascades // Radiation Effects and Defects in Solids. 1976. - V. 29. - P. 129-135.

32. Экштайн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела. М.: Мир. -1995. - 321 с.

33. Физические величины: Справочник//А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Бартковский и др.: Под ред. И.С. Григорьевой, Е.З. Михайлова. М.: Энергоатомиздат. - 1991. - 1232 с.

34. ASTM E521 (1996) Standard Practice for Neutron Radiation Damage Simulation by Charged-Particle Irradiation. Annual Book of ASTM Standards, vol. 12.02. American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA.

35. Зельдович Б., Райзер П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука. - 1966. - 686 с.

36. Martynenko Yu.V., Umansky M. V. Relaxation of thermal spikes // Radiation Effects and Defects in Solids. 1994. -V. 132. - P. 31-39.

37. Джонсон P.А. Вычисление характеристик точечных дефектов в а- железе // В кн.: Диффузия в металлах с объемно центрированной решеткой. М.: Металлургия. - 1969. - С. 357-374.

38. Орлов А.Н., Трушин Ю.В. Энергия точечных дефектов в металлах. М.: Энергоатомиздат. - 1983. - 80 с.

39. Каганов М.И., Лифшиц И.М., Танатаров J1.B. Релаксация между электронами и решеткой // Журнал экспериментальной и теоретической физики, 1956.-Т. 31.-С. 232-237.

40. Finnis M.W., Andrew P., Foreman A.J.E. Thermal excitation of electrons in energetic displacement cascades // Physical Review B. 1991. - V. 44. - P. 567574.

41. Kapinos V.G., Bacon D.J. Effect of melting and electron-phonon coupling on the collapse of depleted zones in copper, nickel, and a-iron // Physical Review B. -1996.-V. 53.-P. 8287-8295.

42. English C. A., Foreman A. J. E., Phythian W. J., Bacon D.J., Jenkins M.L. Displacement cascades in metals // Materials Science Forum. 1992. - V. 97-99. -P.1-22.

43. Ghoniem N. M. Atomic processes during damage production and defect retention // Journal of Nuclear Materials. 1998. - V. 258-263. - P. 113-123.

44. Stoller R.E. The role of cascade energy and temperature in primary defect formation in iron // Journal of Nuclear Materials. 2000. - V. 276. - P. 22-32.

45. Bacon D.J., Calder A.F., Gao F., Kapinos V.G., Wooding S.J. Computer simulation of defect production by displacement cascades in metals // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. 1995. - V. 102. -P. 37-46.

46. Stoller R.E. Point defect survival and clustering fractions obtained from molecular dynamics simulations of high energy cascades // Journal of Nuclear Materials. 1996. - V. 233-237. - P. 999-1003.

47. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука. - 1978. - 791 с.

48. Девятко Ю.Н., Хомяков О.В. Релаксация энергии между решеткой и электронами. Метод функций Грина // Физики и химия обработки материалов. 2009. - № 4. - С. 5-11.

49. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. М.: Мир. - 1979. - Т.2. -423 с.

50. Flynn С.P., Averback R.A. Electron-phonon interactions in energetic displacement cascades // Physical Review B. 1988. - V. 38. - P. 7118-7120.

51. Юрасова B.E., Черныш B.C., Кувакин M.B., Шемякин Л.Б. Изменение распыления монокристалла при переходе через точку Кюри // Письма в ЖЭТФ. 1975. - Т.21. - С. 197-199.

52. Yurasova V.E. Emission of secondary particles during ion bombardment of metals in the phase transition region, Part 1: Sputtering // Vacuum. -1983. -V. 33. -P. 565-578.

53. Евдокимов И.Н., Юрасова B.E. Влияние структурных и магнитных фазовых переходов в твердых телах на процессы, вызываемые ионной бомбардировкой // Поверхность: Физика, химия, механика. 1988. - №9. -С. 5-22.

54. Юрасова В.Е., Мосунов А.С., Промохов А.А. Температурная и угловая зависимость распыления ферромагнетиков // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 1998. - Т. 62. - С. 1435-1438.

55. Шелякин JI.Б., Мартыненко Т.П., Бишофф А., Юрасова В.Е., Шаршмидт Г. Особенности изменения коэффициента распыления ферромагнетика вблизи точки Кюри // Поверхность: Физика, химия, механика. 1983. -№6. - С.65-69.

56. Sigmund P. Sputtering by ion bombardment: Theoretical concepts. In: Sputtering by Particle Bombardment I, Behrisch R. (Ed.). Berlin: Springer-Verlag, 1981. P. 9-71.

57. Suhl H. Thermally Activated Processes near a Second-Order Phase Transition of the Reservoir // Physical Review B. 1975. - V. 11. - P. 2011-2016.

58. Pregenzer A. L., Suhl H. Validity of Brownian-Motion Theory of Activated Processes: Sublimation//Physical Review A. 1985. - V. 31.-P. 1718-1727.

59. Hentschel H. G. E., Procaccia I. On Heterogeneous Catalysis near Magnetic Phase Transitions of the Catalyst // Journal of chemical physics. 1982. - V. 77. -P. 5234-5241.

60. Roosendaal H.E. Sputtering yields of single crystalline targets. // In: Sputtering by Particle Bombardment I, Behrisch R. (Ed.). Berlin: Springer-Verlag, 1981. P. 219-256.

61. Devyatko Y.N., Rogozhkin S.V. Theoretical aspects of sputtering of magnetic materials near the Curie point // Vacuum 2002. - V. 66. - P. 123-132.

62. Девятко Ю.Н., Рогожкин C.B. Сублимация кобальта в окрестности точки Кюри // Теплофизика высоких температур. — 2004. Т. 42. — С. 579-584.

63. Devyatko Yu. N., Rogozhkin S. V. Point defects at low-index surfaces of fee metals and the anomalous behaviour of surface atoms at elevated temperatures // Vacuum. 2000. - V. 56. - P. 279-285.

64. Devyatko Yu.N., Rogozhkin S.V., Fadeev A.V. Point defects at low-index surfaces of FCC metals: formation energies of vacancies and adatom-vacancy pairs //Physical Review В.-2001,-V. 63.-P. 193401(1-4).

65. Ахиезер И.А., Давыдов JI.H. Введение в теоретическую радиационную физику металлов и сплавов. Киев: Наукова думка. - 1985. - 144 с.

66. Golubov S.I., Barashev A.V., Stoller R.E. Radiation Damage Theory // Comprehensive Nuclear Materials.-2012,-V. l.-P. 357-391.

67. Зельдович Я.Б. К теории образования новой фазы. Кавитация // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1942. -№12. - С.525-531.

68. Лифшиц И.М., Слезов В.В. О кинетике диффузионного распада пересыщенных твердых растворов // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1958. - Т.35. - С.479-492.

69. Katz I. L., Wiedersich Н. Nucleation of voids in materials supersaturated with vacancies and interstitials // J. Chern. Phys. 1971. - V. 55. - P. 1414 - 1425.

70. Михайлова Ю.В., Максимов Л.А. Кинетика образования пор из пересыщенного раствора вакансий. ЖЭТФ. 1970. - Т. 59. - С. 1368 - 1377.

71. Russell К. С. Nucleation of voids in irradiated metals // Acta met. 1971. -V. 19. - P. 753-758.

72. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Статистическая физика (часть 1). М.: Наука- Физматлит. 1995. - 605 с.

73. Климонтович Ю.Л. Статистическая физика. М. Наука. - 1982. - 729 с.

74. Semenov А.А., Woo С.Н. Classical nucleation theory of microstructure development under cascade-damage irradiation // Journal of Nuclear Materials. -2003,-V. 323,- P. 192-204.

75. Chakarova R., Pazsit I. Fluctuations and correlations in sputtering and defect generation in collision cascades in Si // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. 2000. - V. 164-165. - P. 460-470.

76. Девятко Ю.Н., Маклецов А.А., Тронин B.H. Стохастические процессы и накопление точечных дефектов в облучаемых металлах // Изв. АН Латв.ССР.- 1990.-Т. 4.-С. 11-30.

77. Девятко Ю.Н., Маклецов А.А., Петров А.Е. Диффузионная релаксация каскада и средние характеристики накопления точечных дефектов при нейтронном облучении // Саласпилс: Институт физики Академии наук Латвийской ССР. Препринт ЛАФИ. 1987. -№ 116. -25с.

78. Девятко Ю.Н., Рогожкин С.В., Плясов А.А., Чернов В.М. Корреляционные эффекты в каскадах атом-атомных соударений // Вопросы атомной науки и техники, серия Материаловедение и новые материалы. -2005. Вып. 2 (65). - С. 123-137.

79. Becquart С. S., Wirth В. D. Kinetic Monte Carlo Simulations of Irradiation Effects // Comprehensive Nuclear Materials. 2012. - V. 1. - P. 393-410.

80. Печенкин B.A. Конобеев Ю.В., Пышин И.В., Петров Э.Е., Хоромский

81. B.А., Крючков В.П., Волощенко A.M., Цофин В.И., Розанов К.Г. Способ расчета характеристик повреждающей дозы корпусной стали ВВЭР // Атомная энергия. 2006. - Т. 100. - С. 356-363.

82. Блохин А.И., Демин Н.А., Чернов В.М. Нейтронные источники для исследования конструкционных материалов // Вопросы атомной науки и техники, серия: Материаловедение и новые материалы. 2006. - Вып. 1 (66). -С. 70-87.

83. Паташинский А.З., Покровский В.Л. Флуктуационная теория фазовых переходов. М.: Наука, 1982. 382 с.

84. Девятко Ю.Н., Рогожкин С.В., Р.Н. Мусин, Федотов Б.А. Образование островков новой фазы на поверхности как релаксация параметра порядка // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1993. - Т. 103. —1. C. 285-300.

85. Devyatko Yu.N., Rogozhkin S. V, Fedotov B.A. Theory of the kinetics of nucleation in adsorbing layer: the approach based on the relaxation of order parameter field//Surface Science. 1996. - V. 345.-P. 138-154.

86. Паташинский А.З., Шумило Б.И. Теория релаксации метастабильных состояний // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1979. -Т.77. - С. 1417-1431.

87. Девятко Ю.Н., Маклецов A.A., Рогожкин C.B., Тронин В.Н. Неравновесные точечные дефекты и фазовые переходы в облучаемых металлах // М.: Препринт МИФИ. 1986. - 035-86. - 36 с.

88. Девятко Ю.Н., Тронин В.Н. Возникновение зародышей новой фазы в облучаемых металлах // Физика металлов и металловедение. 1987. Т. 63. -С. 635 - 644.

89. Девятко Ю.Н., Мусин Р.Н., Рогожкин C.B. Статистический расчет свободной энергии системы адсорбированных атомов // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 1992. - Т. 56. - С. 125-129.

90. Девятко Ю.Н., Рогожкин C.B. Релаксация сферических зародышей новой фазы // В кн.: Поверхность и эффекты неоднородности твердого тела. М.: Энергоатомиздат, 1986. - С. 78-86.

91. Девятко Ю.Н., Рогожкин C.B. Рост и растворение зародышей новой фазы //Инженерно-физический журнал. 1990. - Т. 58.-№1.-С. 125-130.

92. Девятко Ю.Н., Рогожкин C.B., Федотов Б.А. Неустойчивость аксиальной формы двумерных островков новой фазы в теории Гинзбурга-Ландау // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1993. - Т. 104.1. С. 2556-2573.

93. Девятко Ю.Н., Рогожкин C.B., Федотов Б.А. Роль диффузии в возникновении неустойчивости аксиальной формы островков новой фазы // Металлофизика. 1996. - Т. 18. - С. 29-34.

94. Devyatko Yu.N., Rogozhkin S.V., Fedotov В.A. Instability of the axisymmetric shape of two dimensional nuclei as a function of the relaxation of the order parameter field // Physical Review B. 1994. - V. 50. - P. 5857 - 5864.

95. Devyatko Yu.N., Makletsov A.A., Tronin V.N. Instability of homogeneous distribution of radiation defects in metals in the case of heavily fluctuating defect production // Nucl. Instr. andMeth. Phys. Res. 1993. - В 80/81. - P. 102-105.

96. Девятко Ю.Н., Рогожкин С.В., Тронин В.Н. Влияние легкой примеси на фазовые переходы в облучаемых металлах // Вопросы атомной науки и техники, серия «Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение». 1988. - вып. 1(43). - С. 24-28.

97. Девятко Ю.Н., Тронин В.Н. Кинетические уравнения и анализ устойчивости облучаемого вещества // ДАН СССР. 1983. - Т. 269. - №1. -С. 97-101.

98. Томсон М. Дефекты и радиационные повреждения в металлах. Москва, Мир, - 1971.-367 с.

99. Debarberis L., Acosta В., Zeman A., Sevini F., Ballesteros A., Kryukov A., Gillemot F., Brumovsky M. Effect of Irradiation Temperature in PWR RPV Materials and its inclusion in semi mechanistic model // Scripta Materiala. 2005. - V. 53.-P. 769-773.

100. Pareige P., Radiguet В., Suvorov A., Kozodaev M., Krasikov E., Zabusov O., Massoud J. P. Three-dimensional atom probe study of irradiated, annealed and re-irradiated VVER 440 weld metals // Surface Interface Analysis. 2004. - V. 36. -P. 581-584.

101. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок ПНАЭ Г-7-002-86. -М.: Энергоатомиздат, 1989.

102. Shtrombakh Ya., Nikolaev Yu. Monitoring of Radiation Embrittlement of the First and Second Generation of VVER RPV Steels // Journal of ASTM International. 2007. - V. 4. Paper ID JAI100696. - P. 1-18.

103. Платонов П.А., Штромбах Я.И., Николаев Ю.А. Анализ состояния металла корпусов действующих реакторов ВВЭР // Вопросы атомной науки и техники, серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. 2002. - Т. 82(6). - С. 3-12.

104. Platonov Р.А., Nikolaev Yu.A., Shtrombakh Ya.I. Radiation embrittlement kinetics of the first generation of VVER-440 RVPs after post-irradiation annealing // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2002. - V. 79.1. P. 643-648.

105. Debarberis L., Sevini F., Acosta В., Pirfo S., Bieth M., Weisshaeupl H., Torronen K., Kryukov A., Valo M., Radiation embrittlement understanding for PLIM activities at EC-JRC-IE // Strength of Materials. 2004. - V. 36.1. P. 14 18.

106. Dohi К., Onchi Т., Капо F., Fukuya К., Narui M., Kayano H. Effect of neutron flux on low temperature irradiation embrittlement of reactor pressure vessel steel // Journal of Nuclear Materials. 1990. - V. 265. - P. 78-90.

107. Stoller R. The Effect of Neutron Flux on Radiation-Induced Embrittlement in Reactor Pressure Vessel Steels // Effects of Radiation on Materials: 21st International Symposium, ASTM STP 1447, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2003.

108. Odette G., Yamamoto Т., Klingensmith D. On the effect of dose rate on irradiation hardening of RPV steels // Philosophical Magazine. 2005. - V. 85.-P. 779-797.

109. Чернобаева A.A., Платонов П.А. Особенности радиационного охрупчивания материалов ВВЭР-440 в различных диапазонах флюенсов // Российский научный центр «Курчатовский институт». М.: Препринт ИАЭ-6637/12/-2010.-38 с.

110. Pareige P., Miller М.К. Characterization of neutron-induced copper-enriched clusters in pressure vessel steel weld: an APFIM study // Applied Surface Science. 1996. - V. 94/95. - P. 370-377.

111. Miller M.K., Russell K.F., Kocik J., Keilov E. Atom probe tomography of 15Kh2MFA Cr-Mo-V steel surveillance specimens // Micron. 2001. - V. 32. -P. 749-755.

112. Hyde J.M., Burke M.G., Gault В., Saxey D.Wf., Styman P., Wilford K.B., Williams T.J., Atom probe tomography of reactor pressure vessel steels: An analysis of data integrity // Ultramicroscopy. 2011. - V. 111. - P. 676-682.

113. Miller M.K., Sokolov M.A., Nanstad R.K., Russell K.F. APT characterization of high nickel RPV steels // Journal of Nuclear Materials. 2006. - V. 351.1. P. 187-196.

114. Carter R. G. Soneda N. Dohi K. Hyde J. M. English C. A. Server W. Microstructural characterization of irradiation-induced Cu-enriched clusters in reactor pressure vessel steels // Journal of Nuclear Materials. 2001. - V. 298. -P. 211-224.

115. Miller M.K. Atom Probe Tomography: Analysis at the Atomic Level New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2000. - 239 p.

116. Miller М.К., Cerezo A., Hetherington M.G., Smith G.D.W. Atom Probe Field Ion Microscopy Oxford: Clarendon Press, 1996. - 476 p.

117. Miller М.К., Russell K.F. Embrittlement of RPV steels: An atom probe tomography perspective // Journal of Nuclear Materials. 2007. - V. 371. -P. 145 - 160.

118. Pareige P., Perocheau F., Auger P., Jumel S., Bernas H. Ion irradiation induced solute clustering in steel: A 3D nanoanalysis with the tomographic atomprobe // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 2001.1. V. 178.-P. 233-236.

119. Kocik J., Keilova E., Cizek J., Prochazka I. ТЕМ and PAS study of neutron irradiated VVER-type RPV steels // Journal of Nuclear Materials. 2002. -V. 303.-P. 52-64.

120. Report NUREG/CR-6778 "The effect of composition and heat treatment on hardening and embrittlement of reactor pressure vessel steels", US. Nuclear regulatory commission office of nuclear regulatory research, Washington, DC 20555-0001.-2000.

121. Miller M., Pareige P., Burke M. Understanding pressure vessel steels: An atom probe perspective // Materials characterization. 2000. - V. 44. - P. 235-245.

122. Golubov S. I., Serra A., Osetsky Y. N., Barashev A. V. On the validity of the cluster model to describe the evolution of Cu precipitates in Fe-Cu alloys // Journal of Nuclear Materials. 2000. - V. 277. - P. 113-115.

123. Christien F., A. Barbu. Modelling of copper precipitation in iron during thermal aging and irradiation alloys // Journal of Nuclear Materials. 2004. -V. 324.-P. 90-96.

124. Deschamps A., Genevois C., Nicolas M., Perrard F., Bley F. Study of precipitation kinetics: towards non-isothermal and coupled phenomena // Philosophical Magazine. 2005. - V. 85. - P. 3091-3112.

125. Barashev A.V., Golubov S.I., Bacon D.J., Flewitt P.E.J., Lewis T.A. Copper precipitation in Fe-Cu alloys under electron and neutron irradiation // Acta Materialia. 2004. - V. 52. - P. 877-886.

126. Рогожкин C.B., Никитин A.A., Девятко Ю.Н. Расчет скорости образования меднообогащенных кластеров в облученном нейтронами материале шва корпуса ВВЭР-440 // Научная сессия НИЯУ МИФИ-2013. Аннотации докладов. -2013. -Т. 1.-С. 153.

127. Авраменко В.П., Конобеев Ю.В., Строкова А.Н. Нейтронные сечения для расчета повреждающей дозы в реакторных материалах // Атомная энергия.-1984. -Т. 56. -Вып.З. -С.139-141.

128. Katz I. L., Wiedersich Н. Nucleation of voids in materials supersaturated with vacancies and interstitials // Journal of Chemical Physics. 1971. - V. 55.1. P. 1414-1425.

129. Михайлова Ю.В., Максимов JI.A. Кинетика образования пор из пересыщенного раствора вакансий // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1970. - Т. 59. - С. 1368-1377.

130. Russell К. С. Nucleation of voids in irradiated metals // Acta metallurgica. -1971.-V. 19. P. 753-758.

131. Meslin E., RadiguetB., Pareige P., Barbu A. Kinetic of solute clustering in neutron irradiated ferritic model alloys and a French pressure vessel steelinvestigated by atom probe tomography // Journal of Nuclear Materials. 2010. -V. 399,- P. 137-145.

132. Mathon M.H., Barbu A., Dunstetter F., Maury F., Lorenzelli N., de

133. Novion C.H. Experimental study and modeling of copper precipitation under electron irradiation in dilute FeCu binary alloys // Journal of Nuclear Materials. -1997.-V. 245.-P. 224-237.

134. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Физическая кинетика, серия «Теоретическая физика», том X. М.: Наука. - 1979. - 528 с.

135. Radiguet В., Barbu A., Pareige P. Understanding of copper precipitation under electron or ion irradiations in FeCuO.l wt% ferritic alloy by combination of experiments and modeling // Journal of Nuclear Materials. 2007. - V. 360. -P. 104-117.

136. Birkenheuer U., Ulbricht A., Bergner F., Gokhman A. On the formation of mixed vacancy-copper clusters in neutron-irradiated Fe-Cu alloys // Journal of Physics: Conference Series.-2010. V. 247.-012011,- P. 1-9

137. Salje G., Feller-Kniepmeier M. The diffusion and solubility of copper in iron //Journal of Applied Physics. 1977,-V. 48.-P. 1833-1839

138. Van der Schaaf В., Tavassoli F., Fazio C., Rigal E., Diegele E., Lindau R., LeMarois G. The Development of EUROFER Reduced Activation Steel // Fusion Engineering and Design. 2003. - V. 69. - P. 197-203.

139. Li Y., Huang Q., Wu Y., Nagasaka Т., Muroga T. Mechanical properties and microstructures of China low activation martensitic steel compared with JLF-1 // Journal of Nuclear Materials. 2007. - V. 367-370. - P. 117-121.

140. Yu J., Huang Q., Wan F., Research and development on the China low activation martensitic steel (CLAM) // Journal of Nuclear Materials. 2007. -V. 367-370. -P. 97-101.

141. Huang Y., Wan F., Xiao X., Ohnuki S., Hashimoto N. Microstructure change in deuterium implanted CLAM steel induced by electron irradiation // Science in China, Series G (Physics, Mechanics & Astronomy). 2011. - V. 54.1. P. 111-114.

142. Zinkle S.J., Ghoniem N.M. Operating temperature windows for fusion reactor structural materials // Fusion Engineering and Design. 2000. - V. 51-52. -P 55-71.

143. Klueh R.L., Hashimoto N., Maziasz P.J. New nano-particle-strengthened ferritic/martensitic steels by conventional thermo-mechanical treatment // Journal of Nuclear Materials. 2007. - V. 367-370. - P. 48-53.

144. Fernandez P., Garcia-Mazario М., Lancha A.M., Lapena J. Grain boundary micro chemistry and metallurgical characterization of Eurofer'97 after simulated service conditions // Journal of Nuclear Materials. 2004. - V. 329-333. -P. 273-277.

145. Coppola R., Lindau R., May R.P., Moslang A., Valli M. Investigation of microstructural evolution under neutron irradiation in Eurofer97 steel by means of small-angle neutron scattering // Journal of Nuclear Materials. 2009.1. V. 386-388.-P.195-198.

146. Materna-Morris E., Moslang A., Rolli R., Schneider H.-C. Effect of 16.3 dpa neutron irradiation on fatigue lifetime of the RAFM steel EUROFER97 // Fusion Engineering and Design. 2011. - V. 86. - P. 2607-2610.

147. Klimenkov M., Materna-Morris E., Moslang A. Characterization of radiation induced defects in EUROFER 97 after neutron irradiation // Journal of Nuclear Materials. 2011. - V. 417. - P. 124-126.

148. Weiss O. J., Gaganidze E., Aktaa J. Quantative ТЕМ investigations on EUROFER97 irradiated up to 32 dpa // Advances in Science and Technology.2010,-V. 73.-P. 118-123.

149. Borodin O.V., Bryk V.V., Voyevodin V.N., Neklyudov I.M., Shamardin V.K.// Investigation of microstructure of ferritic-martensitic steels containing 9 and 13% Cr irradiated with fast neutrons // Journal of Nuclear Materials. 1993.1. V. 207.-P. 295-302.

150. Heintze C., Ulbricht A., Bergner F., Eckerlebe H. The microstructure of neutron-irradiated Fe-Cr alloys: a small-angle neutron scattering study // Journal of Nuclear Materials.- 201 l.-V. 409. P. 106-111.

151. Rüssel К.F., Miller M.K. Embrittlement of RPV steels: An atom probe tomography perspective // Journal of Nuclear Materials. 2007. - V. 371. -P. 145-160.

152. Kulevoy Т., Kuibeda R., Kropachev G., Kozlov A., Chalyh В., Aleev A., Fertman A., Nikitin A., Rogozhkin S. ITEP MEVVA ion beam for reactor material investigation. Review of Scientific Instruments. 2010. - V. 81. - 02B906 (1-3).

153. Кропачев Г.Н. , Семенников А.И., Куйбида Р.П. , Стоякин И.А., Чалых Б.Б. , Плотников С.В. , Рогожкин С.В., Алеев A.A. , Никитин A.A. , Орлов

154. Заболотный В.Т., Старостин Е.Е. Первичные радиационные повреждения в реакторах с различными нейтронными спектрами // Физика и химия обработки материалов. 2006. - № 1. - С. 5-8

155. Klimenkov M., Lindau R., Materna-Morris E., Moslang А. ТЕМ characterization of precipitates in EUROFER 97 // Progress in Nuclear Energy. 2012,-V. 57. P. 8-13.

156. Meslin E., Radiguet В., Pareige P., Barbu A. Kinetic of solute clustering in neutron irradiated ferritic model alloys and a French pressure vessel steel investigated by atom probe tomography // Journal of Nuclear Materials. 2010. -V. 399.-P. 137-145.

157. Philippe Т., Duguay S., Blavette D. Clustering and pair correlation function in atom probe tomography // Ultramicroscopy. 2010. - V. 110. - P. 862-865.

158. Kuksenko V., Pareige C., Genevois C., Cuvilly F., Roussel M., Pareige P. Effect of neutron irradiation on the microstructure of Fe-12at.%Cr alloy // Journal of nuclear materials. -2011,- V. 415,- P. 61-66.

159. Novy S., Pareige P., Pareige C. Atomic scale analysis and phase separation understanding in a thermally aged Fe-20 at.%Cr alloy // Journal of nuclear materials. 2009. - V. 384. - P. 96-102.

160. Ukai S., Fujiwara M. Perspective of ODS alloys application in nuclear environments //Journal of Nuclear Materials. 2002. - V. 307-311. - P. 749-757.

161. Klimiankou M., Lindau R. and Moslang А. ТЕМ characterization of structure and composition of nanosized ODS particles in reduced activation ferritic-martensitic steels // Journal of Nuclear Materials. 2004. - V. 329-333.1. P. 347-351.

162. Klimiankou M., Lindau R., Moslang A. Direct correlation between morphology of (Fe,Cr)23C6 precipitates and impact behavior of ODS steels // Journal of Nuclear Materials. 2007. - V. 367-370. - P. 173-178.

163. Klimenkov M., Lindau R., Môslang A. New insights into the structure of ODS particles in the ODS-Eurofer alloy // Journal of Nuclear Materials. 2009. -V. 386-388,-P. 553-556.

164. Klimiankou M., Lindau R., Môslang A., HRTEM study of yttrium oxide particles in ODS steels for fusion reactor application // Journal of Crystal Growth. -2003,-V. 249.-P. 381-387.

165. Lindau R, Môslang A., Schirra M., Schlossmacher P. and Klimenkov M. Mechanical and micro structural properties of a hipped RAFM ODS-steel // Journal of Nuclear Materials. 2002. - V. 307-311. - P. 769-772.

166. Coppola R., Klimiankou M., Lindau R., May R. P. and Valli M, SANS and TEM study of Y203 particle distributions in oxide-dispersion strengthened EUROFER martensitic steel for fusion reactors // Physica B: Condensed Matter. -2004.-V. 350. P. E545-E548.

167. Allen T.R., Gan J., Cole J.I., Miller M.K., Busby J.T., Shutthanandan S. and Thevuthasan S. Radiation response of a 9 chromium oxide dispersion strengthened steel to heavy ion irradiation // Journal of Nuclear Materials. 2008. - V. 375. -P. 26-37.

168. Petersen C., Shamardin V., Fedoseev A., Shimansky G., Efimov V., Rensman J., The ARBOR irradiation project // Journal of Nuclear Materials. -2002. V. 307-311. -P. 1655-1659.

169. Petersen С., Povstyanko A., Prokhorov V., Fedoseev A., Makarov

170. O., Dafferner В., Impact property degradation of ferritic/martensitic steels after the fast reactor irradiation "ARBOR 1" // Journal of Nuclear Materials. 2007. -V. 367-370.-P. 544-549.

171. Miller M.K., Russell K.F. and Hoelzer D.T. Characterization of precipitates in MA/ODS ferritic alloys // Journal of Nuclear Materials. 2006. - V. 351.1. P. 261-268.

172. Miller M. K., Fu C. L., Krcmar M.,. Hoelzer D. Т., Liu С. T. Vacancies as a constitutive element for the design of nanocluster-strengthened ferritic steels // Frontiers of Materials Science in China. 2009. - V. 3(1). - P. 9-14.

173. Henry J., Averty X., Alamo A. Tensile and impact properties of 9Cr tempered martensitic steels and ODS-FeCr alloys irradiated in a fast reactor at 325 °C up to 78 dpa // Journal of Nuclear Materials. 2011. - V. 417. - P. 99-103.

174. Luzginova N.V., Nolles H.S., ten Pierick P., Bakker Т., Mutnuru R.K., Jong M., Blagoeva D.T. Irradiation response of ODS Eurofer97 steel // Journal of Nuclear Materials. 2012. - V. 428. - P. 192-196.

175. McClintock D.A., Sokolov M.A., Hoelzer D.T., Nanstad R.K. Mechanical properties of irradiated ODS-EUROFER and nanocluster strengthened 14YWT // Journal of Nuclear Materials. 2009. - V. 392. - P. 353-359.

176. Lucon E., Leenaers A., Vandermeulen W. Mechanical response of oxide dispersion strengthened (ODS) EUROFER97 after neutron irradiation at 300 °C // Fusion Engineering and Design. 2007. - V. 82. - P. 2438-2443.

177. Devyatko Yu. N., Tronin V. N., Troyan V. I. Kinetics of the New Phase Nucleus Growth on a Magnet near the Curie Point // Physica status solidi (a). -1990,- V. 117.-P. 61-65.

178. Борман В. Д., Гусев Е. П., Лебединский Ю.Ю. и др. Влияние динамики флуктуаций магнетика в окрестности точки Кюри на кинетику роста островков новой фазы на поверхности // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1989. - Т. 95. - С. 1378-1391.

179. Винтайкин Е. 3., Томаш Я. Давление пара чистого кобальта // Журнал физической химии. 1961.-Т. 35. - С. 2121-2122.

180. Хандрос В. О., Боголюбов Н. А. Сублимации кобальта в температурном интервале, включающем точку Кюри (1320-1410 К) // Физика твердого тела. 1983.-Т. 14. - С. 1837-1838.

181. Sales В. С., Turner J. Е., Maple М. В. Sublimation Rate of Cobalt near its Curie Temperature // Physical Review Letters. 1980. - V. 44. - P. 586-590.

182. Хандрос В. О., Боголюбов Н. А. Аномалия сублимации кобальта вблизи температуры Кюри // Теплофизика высоких температур. 1983. - Т. 21. - С. 600-603.

183. Кубо Р. Статистическая механика. М.: Мир. - 1967. - 452 с.

184. Вонсовский С. В. Магнетизм. -М.: Наука. 1971.-1032 с.

185. Кузьмин Е. В., Петраковский Г. А., Завадский 3. А. Физика магнитоупорядоченных веществ. Новосибирск: Наука. - 1976. - 288 с.

186. Кондорский Е. И. Зонная теория магнетизма. М.: МГУ. - 1976. - 135 с.

187. Тябликов С. В. Методы квантовой теории магнетизма. -М.: Наука. -1965.- 335 с

188. Боголюбов Н. Н. Проблемы динамической теории в статистической физике. M.-JL: Гостехиздат. - 1946. - 119 с.

189. Кудрин JI. П. Статистическая физика плазмы. М.: Атомиздат. - 1974. -496 с.

190. Юхновский И. Р. Фазовые переходы второго рода. Метод коллективных переменных. Киев: Наукова думка. - 1985. - 224 с.

191. Hodges L., Ehrenreich Н., Lang N. D. Interpolation Scheme for Band Structure of Noble and Transition Metals: Ferromagnetism and Neutron Diffraction in Ni // Physical Review. 1966. - V. 152. - P. 505-526.

192. Пономарев Б. К., Тиссен В. Г. Намагниченность никеля в поле до 320 кЭ при температурах до 700 К // Журнал экспериментальной и теоретической физике. 1977. - Т. 73. - С. 332-341.