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中能质子辐照:用于核聚变和裂变能量系统的快速高保真材料测试( Intermediate energy proton irradiation: Rapid, high-fidelity materials testing for fusion and fission energy systems )
SJ Jepeal L Snead ZS Hartwig
聚变和先进的裂变发电厂需要先进的核材料在新的极端环境下发挥作用。了解辐射损伤过程中机械和功能特性的演变对这些系统的设计和商业部署至关重要。现有方法的缺点可以通过一种新技术--中能质子辐照(IEPI)来解决。该技术利用10-30 MeV的质子束在直接测试工程性能之前快速均匀地损伤体材料试样。IEPI在一次损伤产生和嬗变过程中对聚变和裂变环境都具有很高的保真度，通常优于核反应堆或典型的（低程）离子辐照。模拟表明，在低温度梯度和低感生放射性的块状材料样品(100-300μm)中可以获得高剂量率(0.1-1dPa/日）。通过12MeV质子辐照和250μm厚的镍合金（合金718）拉伸试样的拉伸试验，再现了中子诱导数据，证明了IEPI的能力。这些结果表明，IEPI能够在与反应堆相关的条件下对材料进行高通量评估，使IEPI能够加快工程规模辐射损伤测试的步伐，并允许更快和更有效地设计核能系统。
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