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Dimensional changes in graphite: The relationship between those produced by absorption of bromine and those produced by irradiation

Authors
Journal
Journal of Nuclear Materials
0022-3115
Publisher
Elsevier
Publication Date
Volume
9
Issue
2
Identifiers
DOI: 10.1016/0022-3115(63)90134-x

Abstract

Zusammenfassung Es wurden Untersuchungen über das makroskopische Wachsen von Grafit angestellt, einmal wenn es durch Bromabsorption verursacht wird und einmal durch schnellen Neutronenbeschuβ. Dabei wird der Versuch unternommen, eine Beziehung zwischen dem Dimensionswechsel durch Bromination und durch Beschuβ mit schnellen Neutronen abzuleiten. Für eine Anzahl von stranggepreβten Grafiten ist das anfängliche Wachstum pro Konzentrationseinheit absorbierten Broms in Beziehung zum linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Originalgrafitproben gesetzt worden. Dies ermöglicht die Ableitung der Kristallitveränderung in Richtung der c-und a-Achse bei Bromination. Die Bromination verursacht ein erhebliches Wachsen der Dimension von Grafitkristalliten in c-Richtung. Daher ist es möglich, die orientierte Mikroporosität in den anfänglichen Stadien des Wachstums zu verringern, indem sie teilweise die Kristallspannungen in dieser Richtung absorbiert. Bei Bestrahlungswachstum tritt ebenfalls ein Anwachsen der Dimensionen der Kristallite in c-Richtung auf. Der Betrag des Ausgleichs von Spannungen in dieser Richtung durch die Mikroporosität ist wichtig für die Bestimmung des makroskopischen Wachstums. Der Ausgleichsbetrag für einen gegebenen Grafit für die Kristallspannungen in c-Richtung wird dabei als gleichbleibend bestimmt. Die Änderung des Ausgleichsbetrags für die Kristallspannungen durch Schlieβen der orientierten Mikroporosität infolge Bromabsorption wurde in einer Form bestimmt und erfaβt, welche die Grundlage für den Vergleich unterschiedlicher Grafitsorten bildet. Sie ermöglicht auch den Vergleich mit ähnlichen Daten, die durch Neutronenbeschuβ gewonnen wurden. Es wurde gute Übereinstimmung zwischen der Bromination und den Daten für Neutronenbeschuβ festgestellt; für Kristallspannungen in c-Richtung bis etwa 8%. Oberhalb dieser Grenze traten Diskrepanzen auf: sie werden erklärt durch eine Annahme, die für die Interpretation der Bestrahlungsergebnisse gemacht wurde; diese bezieht sich insbesondere auf die Vermutung, daβ die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Kristallite in c + a-Richtungen bei Neutronenbeschuβ nicht verändert werden. Bei hohen Beträgen der Kristallspannungen ist eine Porositätsbildung in anisotropen Grafiten offenkundig; dieser Effekt konnte dagegen in isotropem Material nicht erkennbar gemacht werden. Die vorliegende Arbeit stellt eine Grundlage dar, um aus Brominationsexperirnenten das bestrahlungsinduzierte Dimensionswechselverhalten neuer Grafite vorher abzusehätzen. Vorausgesetzt, daβ diese eine gut entwickelte Kristallstruktur besitzen. Solche Versuche können ohne besonderen Kostenaufwand an einer groβen Zahl von Proben durchgeführt werden, lind ergeben eine statistische Information.

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