核能科学与发电技术学报

质子辐照对冷加工钼的物理机械性能和微观结构的影响

Simos N、Quaranta E、Charitonidis N、Redaelli S、Bertarelli A、Mariani N、Zhong Z、Ghose S、Doorhyee E、Zhong H 和 Kotsina Z

已考虑并研究了高温耐火材料和合金（包括 Mo 和 TZM），以评估它们在聚变反应堆应用中的适用性以及粒子加速器中的散裂靶。已通过照明损伤研究评估了中子、质子和离子辐照对纯 Mo 及其组合 TZM 的性质和微观结构的影响。冷加工钼（CW 半）的微观结构由非一致延伸的晶粒组成，已考虑用于大型强子对撞机 7 TeV 轴晕清洁框架，这引发了本研究。为了评估冷加工结构在长时间暴露于质子辐照后的主要物理机械性能的退化以及辐照温度对退化的影响，在布鲁克海文国家实验室进行了 200 MeV 质子辐照，温度为 960°C，通量约为 2 × 1021 p/cm2，28 MeV 质子辐照，温度低于 600°C，通量约为 6 × 1020 p/cm2。在辐照后评估 (PIE) 中，利用 NSLS 和 NSLS II 同步加速器的高能 X 射线评估微观结构的演变。结果表明，冷加工 Mo 的拉伸强度严重降低，这与高温下中子辐照研究的结果一致，这是由于缺陷演变为位错网络。此外，在冷加工结构的完全再结晶温度附近进行辐射会消除冷加工引起的微观结构的纹理。