СТОХАСТИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР СТРУКТУРНОЙ ЭВОЛЮЦИИ В НАСЫЩЕННЫХ ВОДОРОДОМ СПЛАВАХ PD-M (НА ПРИМЕРЕ PD-TA-H)

Кацнельсон А.А.; Авдюхина В.М.; Ревкевич Г.П.; Хан Ха Сок Хан Ха Сок; Седлецки А.В.; Анищенко А.А.; Сидорчук А.А

В.Н.Бориско, Ю.Ф.Шмалько*, М.В.Лотоцкий*, Е.В.Клочко*

Харьковский Национальный университет им. В.Н.Каразина *Институт проблем машиностроения им. А.Н.Подгорного Национальной академии наук Украины

Borisko, Yu.F. Shmalko, M.V. Lototsky, Ye.V. Klochko

СИСТЕМЫ ВНУТРЕННЕГО НАПУСКА ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА ДЛЯ ПЛАЗМЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

SYSTEMS FOR INSIDE LEAK-IN OF HYDROGEN ISOTOPES FOR PLASMA-TECHNOLOGY FACILITIES

Рассмотрены основные подходы и технические решения по использованию металлогидридов в системах обеспечения вакуумно-плазменных установок, использующих изотопы водорода в качестве рабочего тела. На основании анализа результатов исследований и разработок по рассматриваемому направлению, показано, что наиболее перспективным путем комплексного решения данных задач с помощью металлогидридов является создание полифункциональных металлогидридных элементов, выполненных из гидридообразующих материалов - обратимых поглотителей водорода низкого давления. Уникальное сочетание сорбционных, теплофизических и эмиссионных свойств данных материалов в системах с изотопами водорода позволяет непосредственно вводить их в состав конструктивных элементов вакуумной камеры установки, в первую очередь - электродов газоразрядных ячеек. Это дает возможность создания установок, полностью автономных по откачке и газонапуску. При этом повышается срок службы теплонапряженных элементов таких установок, а также увеличивается эффективность работы установки в целом.

Кацнельсон А.А., Авдюхина В.М., Ревкевич Г.П., Хан Ха Сок, Седлецки А.В., Анищенко А.А., Сидорчук А.А

МГУ им. М.В.Ломоносова, Физический факультет, Москва

A.A.Katsnelson, V.M.Avdyukhina, G.P.Revkevich, Khan Kha Sok, A.V.Sedletsky, A.A.Anishchenko, A.A.Sidorchuk

M.V. Lomonosov MSU, Physics Department, Moscow

СТОХАСТИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР СТРУКТУРНОЙ ЭВОЛЮЦИИ В НАСЫЩЕННЫХ ВОДОРОДОМ СПЛАВАХ Pd-M (НА ПРИМЕРЕ Pd-Ta-H)

Stochastic Character of Structural Evolution in Hydrogen Saturated Pd-M Alloys (using Pd-Ta-H as an example)

Структурная эволюция ряда насыщенных водородом деформированных сплавов на основе Pd изучалась рентгенографически с использованием прецизионных рентгендифрактометрических методов исследования. Обнаружено, что во всех исследованных сплавах временной характер структурной эволюции является нетривиальным. Как правило, вскоре после насыщения системы водородом в ней помимо расширения кристаллической решетки обнаруживается ее анизотропное упругое сжатие, связанное с изменением сил изображения, обусловленным трансформацией существовавших до насыщения водородом дефект- металл-(Б-М)-комплексов в водород- дефект- металл-(Н-Б-М)-комплексы. В сплаве Pd-Ta-H этот процесс завершается через 20-30 часов после насыщения при

умеренных параметрах насыщения. При этом задолго до завершения этого процесса в сплавах Pd-M-H начинают выявляться продолжающиеся затем в течение всего времени наблюдения (например, 8 суток для сплава Pd-Ta-H и полтора года для сплава Pd-Er-H) стохастические (хаотические) временные изменения профиля и положения центра тяжести дифракционных максимумов. Изменения профиля максимумов состоят в появлении и последующей трансформации "многопиковости" дифракционных максимумов, их асимметрии, формы и ширины. Темп этих изменений различен для дифракционных максимумов, соответствующих отражению от областей когерентного рассеяния, по- разному ориентированных относительно поверхности. Полученные данные, повидимому свидетельствуют о том, что трансформация Б-М- комплексов в Н-Б-М- комплексы и обусловленное этим изменение упругих напряжений приводят к появлению восходящей и ускорению градиентной диффузии. Диффузионные потоки "перепутываются" и приобретают турбулентный характер. При этом комплексы и окружающие их переходные области образуют многоуровневые структуры фрактального типа, поведение которых может быть описано в рамках синергетических представлений странным аттрактором. Таким образом стохастический (хаотический) характер структурной эволюции может быть связан с существенно неоднородным (возможно- фрактальным) характером реальной структуры насыщенных водородом систем и турбулентностью диффузионных потоков между комплексами, переходными областями и матрицей. Некоторые черты поведения рассматриваемой системы аналогичны поведению жидкости.

The experimental relation of integral energy of interatomic connection in palladium and relative nuclear concentration of the hydrogen, absorbed in it is considered (it was published in the Engineering and Physical journal in 1961). The intervals of hydrogen concentrations in palladium are found, where the hydrogen exists mainly as the shielded complexes, in a structure of palladium hydride molecules and in a molecular kind. Is shown, that the reduction of integral energy of connection at the initial segment of the relation can happen in the result of destruction of Pd2+ molecular complexes, that experience inelastic collision with the shielded complexes of hydrogen. Growth of energy of connection at the terminal phase of the relation can be stipulated by process of molecular hydrogen formation of from the earlier absorbed atomic hydrogen. The examples of the obtained outcomes implementation during the research on the heterogeneous catalysis at the d-metals are adduced.

N.V.Piskunov, Yu.T.Sinyapkin, V.M.Kulgavchuk, N.A.Protopopov

PHASE STATES OF HYDROGEN IN METAL PALLADIUM

Russian Federal Nuclear Center-VNIIEF, Mira 37, Sarov, 607190, Russia

ABSTRACT

СТОХАСТИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР СТРУКТУРНОЙ ЭВОЛЮЦИИ В НАСЫЩЕННЫХ ВОДОРОДОМ СПЛАВАХ PD-M (НА ПРИМЕРЕ PD-TA-H) Текст научной статьи по специальности «Физика»

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Кацнельсон А.А., Авдюхина В.М., Ревкевич Г.П., Хан Ха Сок Хан Ха Сок, Седлецки А.В.

Текст научной работы на тему «СТОХАСТИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР СТРУКТУРНОЙ ЭВОЛЮЦИИ В НАСЫЩЕННЫХ ВОДОРОДОМ СПЛАВАХ PD-M (НА ПРИМЕРЕ PD-TA-H)»