Електронні процеси в опромінених діелектриках та властивості композицій, що містять ядерне паливо

7. Опромінене ядерне паливо та ЛПВМ мають магнітну структуру. Запропоновано нетрадиційний метод визначення ступеню доокислення уранового палива, заснований на чіткій розбіжності в типах магнітних структур, притаманних двоокису урану та його вищим окисам. Притаманні ЛПВМ магнітні властивості є структурно-обумовленими.

Аналіз даних доводить перспективу використання методів магнітної сепарації для автоматизованого відокремлення (відсортування) ПВМ від інших радіоактивних відходів на етапі їх вилучення з ОУ та подальшої переробки.

8. Створено фізичну модель і ідентифіковано фізичні процеси, відповідальні за радіаційне дефектоутворення в ЛПВМ. Радіаційні ушкодження в ЛПВМ обумовлені наявністю в їх об'ємі б- випромінювачів у вигляді ТУЕ (Pu, Am, Cm), що утворюють гомогенний твердий розчин в їх матриці. Більш, як 95 % стійких радіаційних дефектів в ЛПВМ забезпечується важкими ядрами віддачі, що супроводжують кожний акт -розпаду і утворюють в об'ємі ЛПВМ розупорядковані області (РО). На поточний момент рівень радіаційного дефектоутворення в ЛПВМ становить порядку 10^-3 зміщень на атом (ЗНА), що являє собою значущу величину для діелектриків і визначає прогноз їх стану і поведінки в оглядовому майбутньому.

9. Специфічною рисою, притаманною ЛПВМ як конденсованому середовищу, є низька енергія іонізації електронів (порядку E₁ ? 0,8 еВ), що (як показують розрахункові оцінки) забезпечує високу просторову густину електронних збуджень (концентрацію одночасно іонізованих атомів) в треках - часток і за певних умов може призводити до маніфестації групи явищ, пов'язаних з кулонівським вибухом. ЛПВМ притаманна значна концентрація таких збуджень, що значно підвищують загальний рівень ЗНА, і індукують в ЛПВМ зміни їх фазового складу, знижуючи при цьому їх термодинамічну стійкість в цілому.

10. В експерименті кількісно оцінено пилогенеруючу здатність зразків ПВМ ОУ і функцію розподілу пилових частинок за розмірами, що має максимум в області 50 200 нм. В усіх випадках функція розподілу має фундаментальну нижню границю. Пилові частинки мають складну внутрішню структуру і складаються з кластерованих розупорядкованих областей, що виникають в ПВМ внаслідок радіаційного дефектоутворення.

11. Фізика явища спонтанного пилоутворення лежить в площині процесів радіаційного дефектоутворення в ПВМ та електронного розпилення поверхневих кластерів. Таке явище є проявом фундаментальних взаємодій і в принципі є універсальним для високорадіоактивних діелектриків.

Порядкова оцінка прояву цього явища для умов ОУ свідчить, що тільки за рахунок цього в ОУ щорічно утворюється високодисперсний радіоактивний пил з активністю, еквівалентною активності кількадесят кілограмів опроміненого палива. Такий пил містить ізотопи Pu та Am приблизно в тих же пропорціях, що й опромінене паливо, становлячи радіоекологічну небезпеку, глобальну за своїм характером.

Таким чином, виявлено та інтерпретовано різноманітні фізичні ефекти, відповідальні за явища електронного перенесення в діелектриках (напівпровідниках), що зазнали істотної радіаційної дії; ідентифіковано трансформації енергетичного спектру, що мають фундаментальний характер. При цьому констатується узагальнення концепцій електронного перенесення в розупорядкованих нейтронним опроміненням класичних твердих напівпровідникових розчинах і в композиціях, що містять опромінене ядерне паливо, що також є розупорядкованими напівпровідниками, як і саме уранове ядерне паливо.

Наукові результати пропонуються до застосування в радіаційних напівпровідникових технологіях для отримання напівпровідникових матеріалів зі спеціальними властивостями. Прикладні результати дістали практичного застосування, про що викладено в рубриці “Практичне значення одержаних результатів”.

Достовірність отриманих результатів забезпечується комплексністю проведених досліджень, їх послідовним і всебічним характером, ясною фізичною картиною вивчених явищ і закономірностей, а також застосуванням каліброваних приладів, використанням для калібрування експериментальних установок сертифікованих Держстандартом України зразків матеріалів з відомими параметрами, верифікацією розрахунково-теоретичних моделей шляхом застосування їх до розрахунку властивостей матеріалів, що вважаються надійно встановленими тощо. Важливим фактором впевненості в достовірності отриманих результатів є їх відтворюваність та достатній обсяг статистики отриманих експериментальних даних, а також незалежне рецензування наукових матеріалів на різних етапах виконання роботи і обговорення результатів з залученням широкого ( в тому числі й міжнародного) загалу науковців різних спеціальностей.

Основні результати дисертації опубліковано в роботах

1. Zhidkov A.V. Metal-insulator transition in Si_0.7Ge_0.3 disordered by fast neutron radiation // Journal of Nuclear Materials. - 1996. - Vol. 233-237. - P. 1249-1252.

2. Жидков А.В. Ферримагнетизм топливосодержащих материалов объекта “Укрытие” // Проблеми Чорнобиля. - 2000. - Вип. 6. - С. 6-12.

3. Жидков А.В. Топливосодержащие материалы объекта “Укрытие” сегодня: актуальные физические свойства и возможности прогнозирования их состояния // Проблеми Чорнобиля. 2001. Вип. 7. С. 2340.

4. Zhydkov O. High-temperature interaction of nuclear fuel with channel reactor materials and fuel-containing silicate composition when heavy nuclear accident formation // Proc. ASME: Ref. No. 1437. - 2005. - V. 10. - P. 1-5.

5. Zhydkov O. Electron and ionic transport in high-radioactive silicate alkali-earth glasses // Condensed Matter Physics. - 2004. - Vol. 7, No. 4(40). - P. 829-844.

6. Zhydkov O. Charge transport in highly-radioactive substance // In: Ionic Soft Matter: Modern Trends in Theory and Applications, Springer. - 2005. - P. 395-410.

7. Baranskii P.I., Belyaev A.E., Zhidkov A.V. Extreme Disordering of Electron Scattering in a Gapless Semiconductor // Phys. Stat. Sol. (b). - 1985. - vol. 128. - p. K171-K174.

8. Алейников А.Б., Баранский П.И., Беляев А.Е., Жидков А.В. К вопросу о магнитном вымораживании носителей в узкощелевых полупроводниках // УФЖ. - 1985. - Т. 30, №7. - C. 1052-1054.

9. Гончар В.В., Двоеглазов А.М., Жидков А.В., Пазухин Э.М., Петров В.В. Исследование некоторых физических характеристик ЛТСМ объекта “Укрытие” // Объект “Укрытие” - 10 лет. Основные результаты научных исследований. - Чернобыль, МНТЦ “Укрытие” НАН Украины, 1996. - С. 173-182.

10. Гончар В.В., Жидков А.В., Пазухин Э.М. О новой ядерно-безопасной технологии управляемого разрушения скоплений лавообразных топливосодержащих материалов в объекте “Укрытие” // Проблеми Чорнобиля. - 1998. - Вип. 2. - С. 45-47.

11. Исследование физико-химических свойств топливосодержащих материалов объекта “Укрытие” / А.В. Жидков, В.В. Гончар, Е.Л. Веклич, В.М. Горин, Д.М. Маслов, П.Е. Пархомчук, Г.Ф. Чемерский // Проблеми Чорнобиля. - 1998. - Вип. 3. - С. 33-35.

12. Определение механизмов разрушения и важных физических характеристик облученного топлива и лавообразных топливосодержащих материалов объекта “Укрытие” / А.В. Жидков, В.В. Гончар, Е.Л. Веклич, В.М. Горин, Д.М. Маслов, Э.М. Пазухин, П.Е. Пархомчук, Г.Ф. Чемерский // Проблеми Чорнобиля. - 1999. - Вип. 4. - С. 25-29.

13. Боровой А. А., Богатов С. А., Жидков А. В., Криницын А. П., Лагуненко А. С., Пазухин Э. М. Изучение физико-химических свойств лавообразных топливосодержащих материалов объекта “Укрытие” на микро- и макроуровне, геометрия их расположения // Проблеми Чорнобиля. - 1999. - Вип. 4. - С. 30-33.

14. Baryakhtar V., Gonchar V., Kluchnikov A., Zhidkov A. Dust productivity of fuel-containing materials of “Shelter” object: experimental data, physical mechanisms, possible technology of prevention // Проблеми Чорнобиля. - 1999. - Вип. 5. - С. 63-64.

15. Некоторые аспекты взаимодействия поверхности топливосодержащих материалов объекта “Укрытие” различного вида с водой / А.В. Жидков, В.В. Гончар, Е.Л. Веклич, Д.М. Маслов, Э.М. Пазухин, П.Е. Пархомчук, Г.Ф. Чемерский // Проблеми Чорнобиля. - 2000. - Вип. 6. - С. 220-224.

16. Физические и технические аспекты магнитного разделения радиоактивных отходов объекта “Укрытие” при термических воздействиях / А.В. Жидков, В.В. Гончар, Е.Л. Веклич, В.М. Горин, Д.М. Маслов, П.Е. Пархомчук, Г.Ф. Чемерский // Проблеми Чорнобиля. - 2001. - Вип. 8. - С. 102-106.

17. Гончар В.В., Жидков А.В. Динамика высокотемпературного взаимодействия аварийного ядерного топлива с конструкционными материалами РБМК // Проблеми Чорнобиля. - 2002. - Вип. 9. - С. 25-33.

18. Baryakhtar V., Gonchar V., Zhidkov O. Workbench experiments on interaction of nuclear fuel with channel reactor materials: the LFCM congestions criticality and accident scenario in both re-examinations // В зб.: Наукові і технічні аспекти Чорнобиля, Вип.4. - Київ, “Політехніка”, 2002. - С. 338-343.

19. Гончар В.В., Жидков А.В. Поведение лавообразных топливосодержащих материалов объекта “Укрытие” при термических воздействиях // Проблеми Чорнобиля. - 2001. - Вип. 8. - С. 53-58.

20. Бондаренко О.А., Арясов П.Б., Мельничук Д.В., Медведев С.Ю., Жидков А.В. Субмикронные аэрозоли объекта “Укрытие” // Проблеми Чорнобиля. 2002. Вип. 10. Частина II. С. 140153.

21. Изучение электродинамических свойств топливосодержащих материалов с целью создания технологических основ их сепарации от других радиоактивных отходов объекта “Укрытие” / А.В. Жидков, В. В. Гончар, Е.Л. Веклич, В.М. Горин, Д.М. Маслов, П.Е. Пархомчук, Г.Ф. Чемерский // Проблеми Чорнобиля. - 2002. - Вип. 9. - С. 168-171.

22. Baryakhtar V., Gonchar V., Zhydkov O., Zhydkov V. Radiation damages and self-sputtering of high-radioactive dielectrics: spontaneous emission of submicronic dust particles // Condensed Matter Physics. 2002. Vol. 5, No. 3(31). P. 449471.

23. Експериментальне визначення розподілу за розмірами пилових часток, що генеруються поверхнею опроміненого палива та лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта “Укриття” / О.В. Жидков, В.В. Гончар, О.Л. Веклич, В.М. Горін, Д.М. Маслов, П.Є. Пархомчук, Г.Ф. Чемерський // Проблеми Чорнобиля. - 2003. - Вип. 12. - С. 6268.

24. Гончар В.В., Жидков О.В. Про можливий метод реєстрації змін фазового складу опроміненого уранового палива за його магнітними властивостями // Проблеми Чорнобиля. - 2003. - Вип. 13. - С. 8890.

25. Zhydkov O., Zhydkov V. Electron-sputtering-induced spontaneous dust productivity and radiation steadiness of silicate compositions containing the irradiated nuclear fuel // Proc. ASME: Ref. No. 4987. - 2003. - V. 9. - P. 1-7.

26. Експериментальне визначення морфології та генезису пилових часток, що генеруються поверхнею опроміненого палива та лавоподібних паливовмісних матеріалів об'єкта “Укриття” / О.В. Жидков, В.В. Гончар, В.О. Жидков, Д.М. Маслов, П.Є. Пархомчук, О.Л. Веклич, В.М. Горін, Г.Ф. Чемерський // Проблеми Чорнобиля. - 2004. - Вип. 14. - С. 5964.

27. Жданова Н.Н., Захарченко В.А., Тугай Т.И., Карпенко Ю.В., Наконечная Л.Т., Павличенко А.К., Желтоножский В.А., Жидков А.В., Сенюк О.Ф. Грибное поражение помещений объекта “Укрытие” // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. - 2005. - Вип. 3. Ч. 1. - С. 78-86.

28. Гончар В.В., Жидков О.В., Маслов Д.М. Емісія електронів з поверхні лавоподібних паливовмісних матеріалів та якісна картина розподілу електричних полів в їх приповерхневому шарі // Проблеми Чорнобиля. - 2004. - Вип. 15. - С. 7882.

29. Барьяхтар В.Г., Гончар В.В., Жидков А.В., Ключников А.А. О пылегенерирующей способности аварийного облученного топлива и лавообразных топливосодержащих материалов объекта “Укрытие” / Чернобыль, 1997. - 20 с. - (Препр. / НАН Украины. МНТЦ “Укрытие”; 97-10).

30. Барьяхтар В.Г., Гончар В.В., Жидков А.В., Ключников А.А. Радиационные повреждения в лавообразных топливосодержащих материалов объекта “Укрытие” / Чернобыль, 1998. - 18 с. - (Препр. / НАН Украины. МНТЦ “Укрытие”; 98-12).

31. Гончар В.В., Жидков А.В., Ключников А.А., Маслов Д.М. Магнитные свойства лавообразных топливосодержащих материалов объекта “Укрытие” / Чернобыль, 2000 - 8 с. - (Препр. / НАН Украины. МНТЦ “Укрытие”; 00-01).

32. Marchuk N., Romanov V., Zhidkov A. High-temperature hopping conductivity of crystalline Si_0.7Ge_0.3 disordered by neutron radiation // Proc. X Int. Conf. on Thermoelectrics, Cardiff, U.K, 1991. - P. 200-203.

33. Zhidkov A.V. Metal-insulator transition in Si_0.7Ge_0.3 disordered by fast neutron radiation // in: Abstract book 17-th Int. Conf. on Fusion Reactor Materials, Obninsk, Russia, 1995. - P. 49.

34. Гончар В.В., Жидков А.В. Экспериментальное исследование некоторых структурных и физических свойств лавообразных топливосодержащих материалов объекта “Укрытие” // Збірник доповідей науково-практичної конференції “Наука. Чорнобиль-96”. - Київ, 1997 р. - С. 329-335.

35. Гончар В.В., Жидков О.В. Експериментальне дослідження деяких структурних та фізичних властивостей лавоподібних паливовміщуючих материалів об'єкту “Укриття” // Сб. тез науково-практичної конференції “Наука. Чорнобиль-96”. - Київ, 1997 р. - С. 222.

36. Барьяхтар В.Г., Гончар В.В., Жидков А.В., Ключников А.А. Радиационное дефектообразование в лавообразных топливосодержащих материалах объекта “Укрытие” // Тезисы докладов конференции “1998: Международное сотрудничество - Чернобылю”. - Славутич, 1998. - С. 80.

37. В.Г. Бар'яхтар, В.В. Гончар, О.В. Жидков, О.О. Ключников. Пилогенеруюча здатність паливовміщуючих матеріалів об'єкту “Укриття”: експериментальні дані, фізичні механізми, можлива технологія запобігання // Труды Международной конференции “Укрытие-98”. - Славутич: Укратомиздат, 1998. - С. 25.

Размещено на Allbest.ru