LiH中子屏蔽材料的辐照肿胀行为研究

LiH provides excellent neutron moderation and absorption. However, irradiation-induced swelling was identified as a jugular issue for LiH. There were few reports about the irradiation-induced swelling behavier of LiH, and the mechanism of irradiation swelling is still uncertain. Microstructures and growth of bubbles before and after irradiation will be carefully investigated by TEM, SEM and XRD. The effects of the content of LiOH, neutron dose, dose rate, and temperature on irradiation swelling of LiH will also be studied systematically.

LiH是目前为止最好的中子吸收剂和慢化剂，但LiH的辐照肿胀是其作为中子屏蔽材料应用所面临的最主要的问题。目前，国内外公开报道的LiH的辐照肿胀行为研究较少，且数据规律性不强，LiH辐照肿胀的机理仍不清楚，影响LiH辐照肿胀的因素也有待研究。本项目以LiH为研究对象，采用TEM、SEM、XRD等手段表征LiH经中子源模拟辐照前后的成分、组织结构、微观形貌等的变化及辐照后气泡的生长机制，并研究LiOH含量、中子剂量、剂量率、温度对LiH辐照肿胀的影响，从而明确LiH辐照肿胀的机理，掌握控制LiH产生辐照肿胀的方法，为开发性能优良的中子屏蔽提供理论技术基础。

LiH是目前为止最好的中子吸收剂和慢化剂，但LiH的辐照肿胀是其作为中子屏蔽材料应用所面临的最主要的问题。目前，国内外公开报道的LiH 的辐照肿胀行为研究较少，且数据规律性不强，LiH辐照肿胀的机理仍不清楚，影响LiH辐照肿胀的因素也有待研究。本项目以LiH为研究对象，采用计算模拟研究了LiH中子屏蔽特性及辐照损伤机理，获得了中子能量、6Li丰度等因素对LiH中子屏蔽特性的影响规律，初步掌握了带电粒子垂直入射LiH过程中的损伤过程及机理，获得了入射粒子能量损失和射程分布随粒子能量的变化规律；采用实验研究了辐照剂量及剂量率对LiH辐照肿胀的影响，获得了γ射线剂量对LiH显微组织及辐照稳定性的影响规律；研究了LiH的水解规律及LiOH含量对LiH辐照肿胀的影响，掌握了LiH粉末及块体的水解规律，评估了不同LiOH含量下LiH块体的中子辐照稳定性；研究了LiH辐照肿胀的温度效应，获得了温度对多晶LiH粉末（含杂质）及块体释氢行为及稳定性的影响规律。本课题的开展，为开发性能优良的中子屏蔽材料提供了理论及技术基础。课题执行期间，发表论文3篇，其中SCI/EI收录 2篇，申请专利2项，参加会议1次。