Эффект Вигнера

• Эффект Вигнера и его последствия

  • Эффект Вигнера – смещение атомов в твердом теле под воздействием нейтронного излучения. 
  • Проявляется в замедлителях нейтронов, таких как графит, для контроля цепной ядерной реакции. 

• Причины и механизм

  • Нейтроны с достаточной энергией вытесняют атомы из кристаллической решетки. 
  • Пороговая энергия смещения составляет около 25 эВ. 
  • В реакторах нейтроны могут иметь энергию до 10 МэВ, вызывая каскады смещений. 
  • Некоторые смещения приводят к дефектам Френкеля, которые могут высвобождать энергию. 

• Дефект Френкеля и его последствия

  • Атомы, не нашедшие вакансий, оказываются в неидеальных местах и создают дефект Френкеля. 
  • Дефекты Френкеля могут накапливать энергию и вызывать внезапное повышение температуры. 
  • Накопление энергии в графите может достигать 2,7 кДж/г. 

• Связь с Чернобыльской катастрофой

  • Энергия Вигнера не была причиной Чернобыльской катастрофы, так как реактор работал при высокой температуре. 
  • Энергия Вигнера могла играть роль после аварии, когда графит загорелся. 

• Рассеяние энергии Вигнера

  • Накопление энергии Вигнера может быть уменьшено путем нагрева материала. 
  • В графите это происходит при 250°C. 

• Метастабильные пары Френкеля

  • В 2003 году предположили, что энергия Вигнера может накапливаться из-за метастабильных дефектных структур. 
  • При 200-250°C наблюдается выделение энергии, связанное с метастабильными парами междоузлий-вакансий.