Статья группы японских авторов, посвящённая изучению влияния нейтронного
потока на бетон, опубликована в журнале Journal of Nuclear Materials.
Название статьи - Neutron flux impact on rate of expansion of quartz. Ссылка: Ippei
Maruyama, Kenta Murakami, Takahiro Ohkubo, Shohei Sawada, Osamu Kontani,
Takafumi Igari, Masaki Kawai, Junji Etoh, Neutron flux impact on rate of expansion of
quartz, Journal of Nuclear Materials, 2025, 155631, ISSN 0022-3115,
https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2025.
155631.
Вопрос о воздействии потока нейтронов на бетонные конструкции имеет
практическое значение в свете широко распространённой в мире практики
продления сроков эксплуатации атомных энергоблоков.
Коллектив японских авторов из университетов и исследовательских
организаций выполнил и проанализировал серию облучательных экспериментов
на исследовательском реакторе LVR-15 в Ржеже (Чехия). На протяжении девяти
кампаний образцы облучались при различных значениях потока и флюенса
нейтронов.
Бетон - это композитный материал, состоящий из множества компонентов. Они
могут различаться в зависимости от различных факторов, в том числе от
местных условий, особенно от заполнителя, который является основным
компонентом бетона.
В состав заполнителя часто входит кварц, поэтому в своих исследованиях
японские авторы сосредоточились на влиянии радиационных нагрузок на кварц.
В статье японские авторы отметили чётко выраженное влияние на деградацию
(расширение) зерён кварца величины нейтронного потока. При одной и той же
повреждающей дозе расширение было тем большим, чем выше был поток (то
есть, чем быстрее набиралась доза).
В комментариях авторы сравнивают данный эффект с загаром. При аккуратном
подходе человек может получить красивый загар, а при неосторожном контакте
с прямыми солнечными лучами дело может кончиться плохо.
Также авторы отмечают, что в бетоне имеются механизмы восстановления
радиационных повреждений. В частности, они могут быть связаны с диффузией
диоксида кремния и кислорода.
"Нейтронное излучение искажает кристаллическую структуру, вызывая
аморфизацию и расширение. С другой стороны, существует явление, благодаря
которому искажённые кристаллы восстанавливаются, а их расширение
уменьшается", - прокомментировал один из авторов.
"Мы также заметили, что это явление зависит от размера кристаллов кварца в
бетоне. Более крупные кристаллические зёрна расширялись меньше, что
указывает на зависимость от размера", - добавил он.
По итогам экспериментальной программы японские авторы делают
оптимистичный вывод. Они полагают, что деградация бетона под воздействием
нейтронного излучения, может быть не столь опасным явлением, как
предполагалось ранее.
