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.