References

npe

Ядерная физика и инжиниринг

Nuclear Physics and Engineering

2079-56292079-5637

МИФИ

10.56304/S2079562922010183

npe-32

Research Article

Твердые тела в экстремальных условиях

Solids Under Extreme Conditions

О СВЯЗИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ, ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АКТИНИДОВ И КИНЕТИКЕ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ

On Relation between Thermodynamic and Dynamic Actinide Properties as Well as Kinetics of Radiation Defects

Кошелева

Е. В.

Kosheleva

E. V.

Сельченкова

Н. И.

Sel’chenkova

N. I.

Учаев

А. Я.

Uchaev

А. Ya.

otd@expd.vniief.ru

Российский федеральный ядерный центр – ВНИИЭФ, Саров, Нижегородская обл., 607188 РоссияРоссияRussian Federal Nuclear Center – VNIIEF, Sarov, Nizhniy Novgorod oblast, 607188 RussiaRussian Federation

2022

24102023

132187199

2023

Кошелева Е.В., Сельченкова Н.И., Учаев А.Я.

Kosheleva E.V., Sel’chenkova N.I., Uchaev А.Y.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://npe.elpub.ru/jour/article/view/32

Результаты фундаментальных исследований процесса динамического разрушения и диспергирования металлов в режиме импульсного объемного разогрева при воздействии проникающих излучений позволили установить универсальные синергетические признаки поведения металлов в явлении динамического разрушения, что дало возможность прогнозировать поведение неисследованных металлов, включая металлические актиниды в экстремальных условиях. Установление общих релаксационных признаков для неравновесных систем различной природы позволяет прогнозировать поведение неисследованных систем. Систематические исследования свойств металлического плутония, проведенные в последнее время (как отечественные, так и зарубежные), позволили выявить наличие процессов старения металлического плутония, приводящих к некоторому изменению его физико-механических свойств. Интенсивность этих изменений достаточно мала, и при условии стабильности процесса без изменения гомогенности, в обозримом будущем, не приведет к существенному изменению свойств. Оценки показывают, что α и осколочная активность слабо влияют на термодинамические потенциалы (энтальпия, внутренняя энергия) актинидов для нормальной и повышенной температур T ~ 600 К. Процессы старения металлических актинидов, связанные с α и осколочной активностью слабо влияют на динамические свойства.

Results of fundamental studies of the process for dynamic failure and dispersion of metals in the mode of pulsed volume heat-up under the action of penetrating rays allows the universal sinergetic attributes of metals behavior in the dynamic failure process, what supplies a capability to predict the unstudied metals behavior, involving actinide metals under extreme conditions. Determination of common relaxation attributes for non-equilibrium systems of various natures allows forecasting of non-studied systems behavior. Systematic studies of properties for plutonium metal (both native, as well as foreign ones) performed recently, allows reveal of ageing processes for plutonium metal, leading to some change of its physical-mechanical properties. The rate of these changes is rather low, and provide the process stability without a change of homogeneity, in the foreseeable future, would not result in a significant properties change. Estimates show, that α and fission-fragment activity weakly affect thermodynamic potentials (enthalpy, internal energy) of actinides for the normal and elevated temperatures T ~ 600 К. Actinide metals ageing processes, related to α and fission-fragment activity affect weakly the dynamic properties.

процесс динамического разрушенияпроцесс диспергирования металловрежим импульсного объемного разогревавоздействие проникающих излученийуниверсальные синергетические признаки поведения металловактинидыкинетика радиационных дефектов

dynamic failure processmetals dispersion processmode of pulsed volume heatingpenetrating radiation effectuniversal synergetic attributes of metals behavioractinideskinetics of radiation defects

References1

Kosheleva E.V., Punin V.T., Sel’chenkova N.I., Uchaev A.Ya. Obschiye zakonomernosti hierarchy relaxatsionnykh processov v metallakh pri vozdeystvii impulsov pronikayuschikh izluchenii. [General Regularities of Hierarchy Relaxation Processes in Metals under the Action of Penetrating Radiation Pulses: Monograph]. 2015. Sarov: RFNC-VNIIEF (in Russian).

Il’kaev R.I., Punin V.T., Uchaev A.Ya., Novikov S.A., Kosheleva E.V., Platonova L.A., Sel’chenkova N.I., Yukina N.A. // Dokl. Akad. Nauk. 2003. V. 393 (3). P. 326–331.

Prigogine I., Stengers I. Order out of Chaos: Man’s New Dialogue with Nature. 1984. Bantam New Age Books.

Wilson K., Kogut J. // Phys. Rep. 1974. V. 12. P. 75.

Il’kaev R.I., Uchaev A.Ya., Novikov S.A., Zavada N.I., Platonova L.A., Sel’chenkova N.I. // Dokl. Akad. Nauk. 2002. V. 384 (3). P. 328–333.

Kosheleva Ye.V., Selchenkova N.I., Sokolov S.S., Trunin I.R., Uchaev A.Ya. // Yad. Fiz. Inzhin. 2018. V. 9 (1). P. 81–88 (in Russian).

Kosheleva Ye.V., Selchenkova N.I., Sokolov S.S., Trunin I.R., Uchaev A.Ya. Proc. Int. Conf. 21st Khariton Scientific Lectures on Extreme State of Matter, Detonation and Shock Wave. 2019. Sarov: RFNC-VNIIEF. P. 161–162 (in Russian).

Kosheleva E.V., Sel’chenkova N.I., Sokolov S.S., Trunin I.R. and Uchaeva A.Ya. // Phys. At. Nucl. 2018. V. 81 (10). P. 1477–1483.

Kosheleva Ye.V., Mokhova V.V., Podurets A.M., Punin V.T., Selchenkova N.I., Til’kunov A.V., Tkachenko M.I., Trunin I.R., Uchaev A.Ya. // Fiz. Gor. Vzryva. 2017. V. 53 (2). P. 133–139 (in Russian).

Landau L.D., Lifshiz Ye.M. Statistic Physics. 1964. Moscow: Nauka (in Russian).

Uchaev A.Ya., Punin V.T., Selchenkova N.I., Kosheleva Ye.V., Kosachev V.V. // Yad. Fiz. Inzhin. 2014. V. 5 (3). P. 203–207 (in Russian).

Girifalco L. Statistical Mechanics of Solids. 2003. New York: Oxford Univ. Press.

Larikov L.N., Yurechenko Yu.F. Structure and Properties of Metals and Alloys. Thermal Properties of Metals and Alloys. Reference Book. 1985. Kiev: Naukova Dumka (in Russian).

Thermodynamic Properties of Individual Substances. Reference Book. Ed. by Gurvich L.V., Veitz I.V., Medvedev V.A. et al. 3rd Ed. Vol. IV. Book 2. 1982. Moscow: Nauka (in Russian).

Golubev V.K., Sobolev Yu.S., Trunin I.R. // Probl. Prochn. 1998 (5). P. 100–105 (in Russian).

Plutonium Handbook. A Guide to the Technology. V I. Ed. by Wick O.J. 1967. New York: Gordon and Breach Science. V. 1.

Plutonium. Fundamental Problems. Ed. by Nakykto V.A.,Timofeev L.F. 2003. Sarov: RFNC-VNIIEF. V. 1 (in Russian).

Uchaev A.Ya., Punin V.T., Selchenkova N.I., Kosheleva Ye.V., Platonova L.A., Zhabyka L.V. Proc. 7th Int. Workshop “Fundamental Plutonium Properties”. 2007. P. 144-145 (in Russian).

Seleznev A.G., Kosulin N.S. // Radiokhimiya. 1995. V. 37 (6). P.488–492.

Bottger H. Principles of the Theory of Lattice Dynamics. 1983. Weinheim: VCH.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.