Механизмы радиационно-стимулированной диффузии и выход водорода из Ti, Zr, Pd и Ni

Экспериментально показано, что при нагреве насыщенных водородом (дейтерия) образцов титана электронным пучком наблюдается заметное смещение максимума радиационно-стимулированного выделения водорода (дейтерия) в низкотемпературную область по сравнению с термической стимуляцией. Рассмотрены диффузионные уравнение при наличии радиационного возбуждения, выполнено сравнение решений диффузионного уравнения при наличии радиационного возбуждения с экспериментальными данными.

Введение ………………………………………………………………………………………………. 16
1. Водород в металлах и радиационное воздействие ………………………………… 19
1.1 Взаимодействие водорода с металли ………………………………………………. 19
1.2 Взаимодействие водорода с Ti, Zr, Pd и Ni ……………………………………… 22
1.3 Физические основы процессов радиационно-стимулированной
диффузии водорода в металлах и сплавах ……………………………………………….. 27
1.4 Диффузия водорода в металле ……………………………………………………….. 27
1.5 Укорение диффузии при облучении ………………………………………………. 29
1.6 Структура металла при облучении ионизирующим излучением с
энергией ниже порога образования радиационных дефектов …………………. 31
2. Методы исследования и эксперимента ………………………………………………… 35
2.1. Способы насыщения металлов водородом ……………………………………… 35
2.2 Насыщение металлов водородом методом Сивертса ……………………….. 35
2.3 Насыщение металлов водородом при электролизе ………………………….. 36
2.4 Высоковакуумная установка для исследования термо – и радиационно-
стимулированного газовыделения ………………………………………………………….. 37
2.5 Методика исследования термо-стимулированного десорбции ………….. 38
2.6 Методика исследования радиационно-стимулированной десорбции . 41
2.7 Особенности применения установки ТСГВРСГВ …………………………… 43
3. Моделирование термо- и радиационно-стимулированного газовыделения
из Ti, Zr, Pd и Ni. …………………………………………………………………………………… 45
3.1 Метод конечных элементов …………………………………………………………… 45
3.2. Модель расчета для образцов конечной толщены и полубесконечных
образцов ……………………………………………………………………………………………….. 46
3.3 Численное решение уравнения термостимулированной диффузии и
выхода водорода……………………………………………………………………………………. 48
3.4. Численное решение уравнения радиационно-стимулированной
диффузии и выхода водорода …………………………………………………………………. 52
3.5 Листинг модели термостимулированной диффузии и десорбции ……… 63
3.6 Листинг модели радиационно-стимулированной диффузии и десорбции
…………………………………………………………………………………………………………….. 65
3.7 Результаты и обсуждения……………………………………………………………….. 67
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 72
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………….. 73
4.1.2. Анализ конкурентных технических решений ……………………………. 73
4.1.3 SWOT-анализ ………………………………………………………………………….. 76
4.2 Планирование научно-исследовательских работ ……………………………… 77
4.2.1 Иерархическая структура работ проекта …………………………………… 77
4.2.2 Структура работ в рамках научного исследования …………………….. 78
4.2.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации ………………………. 79
4.2.4 Определение трудоемкости выполнения работ ………………………….. 81
4.2.5 Разработка графика проведения научного исследования ……………. 82
4.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ………………………… 85
4.3.1 Расчет материальных затрат НТИ …………………………………………….. 85
4.3.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ ……………………………………………………………………. 86
4.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………… 87
4.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы ………………. 89
4.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) …… 90
4.3.6. Накладные расходы ………………………………………………………………… 90
4.3.7 Формирование бюджета затрат исследовательского проекта ……… 91
4.4. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования ….. 92
Выводы разделу…………………………………………………………………………………….. 95
5. Социальная ответственность ………………………………………………………………. 96
5.1 Техника безопасность ……………………………………………………………………. 97
5.1.1 Микроклимат ………………………………………………………………………….. 97
5.1.2 Электромагнитное излучение …………………………………………………… 99
5.1.3 Шум ……………………………………………………………………………………… 100
5.1.4 Освещенность ………………………………………………………………………… 102
5.1.5 Электробезопасность ……………………………………………………………… 105
5.1.6 Пожар взрывоопасность …………………………………………………………. 107
5.2 Организационные мероприятия обеспечения безопасности …………….. 109
5.3 Охрана окружающей среды ………………………………………………………….. 110
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………. 110
5.5 Перечень законодательного документа ………………………………………….. 111
Вывод к разделу ………………………………………………………………………………….. 113
Заключение …………………………………………………………………………………………. 114
Список использованных источников …………………………………………………….. 115
Приложение А …………………………………………………………………………………….. 120

В работе изучали процессы взаимодействия водорода с металлами
(Ti, Zr, Pd и Ni), методы насыщения водородом металлов (метод Сивертса и
электролитический метод), механизмы термостимулированной и
радиационно-стимулированной диффузии и выхода водорода из титана,
циркония, палладия и никеля.
Были созданы модели в компьютерной программе Matlab
описывающее диффузионного выхода водорода из титана, циркония,
палладия и никеля при в вакуум из предворительно насыщеных водородом
методом Сивертса и электролитическом методом образцов различной
толщины при термическом и радиационном нагреве.
Полученные результаты моделирования были сопоставлены с
экспериментальными результатами.
В результате сопоставления результатов моделирования и
экспериментальных результатов были построены графики (см. рис.3.9 –
3.13), и сведены в общую таблицу литературные источники и расчетные
данные используемых в процессе моделирования, это энергии активации
диффузии и предэкспотенциального множителя диффузии. Расчетные
данные используемые в модели соответствуют литературным источникам.