Поведение нанокристаллических структур и дисперсных выделений  в условиях облучения металлическими и газовыми ионами.

В настоящее время дисперсно-упрочненные феррито-мартенситные стали являются основными конструкционными материалами для ядерных реакторов 4-го поколения и термоядерных реакторов. Добавление в их состав дисперсных частиц окислов приводит к снижению величины распухания, повышению температуры эксплуатации и улучшению механических свойств. Однако наличие дисперсных частиц (выделений) внутри многокомпонентной матрицы приводит к появлению иных проблем, таких как совместимость границ выделение - матрица и  ролью данных границ в накоплении гелия и водорода, стабильность данных выделений при облучении. Отдельного рассмотрения требует проблема перераспределения потоков радиационных дефектов в материале  по мере появления в процессе облучения радиационно-индуцированных выделений типа Me₂₃С₆, MeX и др.

Также следует отметить проблему, специфическую для термоядерных реакторов, а именно, защита первой стенки реактора покрытиями, препятствующими накоплению гелия и водорода и  защищающими ее от эрозии.    

В Национальном научном центре “Харьковский физико-технический институт” (г.Харьков, Украина) проводится изучение радиационной устойчивости конкретных конструкционных сталей и исследуются  модельные материалы, в которых будут присутствовать дисперсные выделения с различной кристаллографической структурой. Разностороннее исследование таких структур после облучения металлическими и газовыми ионами, а также насыщения водородом, позволит ответить на вопросы, связанные с устойчивостью нанодисперсных частиц под облучением, их влиянию на развитие вакансионной и газовой пористости, а также об устойчивости нанокристаллических покрытий к накоплению гелия и водорода.       

Для создания  дисперсно-распределенных наночастиц в поликристаллической матрице производится испарение металлов с энергиями связи, кардинально отличающимися от энергии связи материалов - примесей внедрения. Осаждение такой смеси в условиях бомбардировки газовыми ионами приводит к формированию на базе более активного металла нитридов, оксидов или карбидов, вкрапленных в поликристаллическую матрицу другого металла.

Таким образом, могут быть созданы разнообразные модельные структуры, на которых будут исследованы основные закономерности поведения нанодиспергированных частиц в условиях бомбардировки высокоэнергетичными ионами.