Радіаційні функціональні дослідження тонких полімерних плівок для кваліфікації на використання в критичному обладнанні ядерних об'єктів

Abstract

Викладена методика використання мегавольтних електронів для досліджень функціональності тонких полімерних плівок з поліціануратів (ПЦ). Актуальність досліджень визначається планами їх використання як функціональної основи трекових технологій виробництва термостійких нанопористих фільтруючих матеріалів підвищеної міцності. Такі плівки створюються для нових технології полімерних фільтруючих матеріалів за Програмою асоційованої європейської лабораторії LIА, де іонізуючі випромінювання застосовуються в більшості технологічних етапів. Через відмінності у фізико-хімічних властивостях ПЦ від традиційних полімерів для трекових технологій, необхідно докладно вивчити негативні ефекти, що можуть виникати на різних етапах їх виготовлення та експлуатації. Ці ефекти можуть призводити до втрати функціональної придатності полімерів для практичного використання. З цією метою перспективним є розробка радіаційних методів контролю властивостей матеріалу за допомогою мегавольтних електронів. Радіація зарекомендувала себе ефективним інструментом моделювання більшості процесів в досліджуваному матеріалі - старіння, деструкції, полімеризації, пластичності, міцності, термостійкості, і надавати об’єктивну підставу кваліфікувати матеріал на придатність застосовувати під визначені цілі. В даному випадку їх проведення пов’язане з вирішенням низки проблем опромінювання надзвичайно тонких полімерних плівок великими дозами іонізуючої радіації. З цією метою було розроблено методику радіаційного контролю функціональності тонких плівкових полімерних матеріалів з використанням потужних пучків електронів 1-2 МеВ. Дане дослідження спрямоване на пошуки можливості і шляхів здійснювати всебічні дослідження характеристик і граничних можливостей нових полімерних плі- вок на потужній вітчизняній радіаційній установці з резонансним прискорювачем електронів ИЛУ-6, здатного генерувати електронні пучки потужністю 20 кВт. З цією метою розроблено локальні підпучкові засоби трансформації енергії випромінювання в різні види радіації з можливістю одночасно формувати їх енергетичний склад. Обговорюються особливості цих методів та результати їх застосування для досліджень функціональності тонких плівок з ПЦ для практичного використання.

Изложена методика использования мегавольтных электронов для исследований функциональности тонких полимерных пленок с полициануратов (ПЦ). Актуальность исследований определяется планами их использования в качестве функциональной основы трековых технологий производства термостойких нанопористых фильтрующих материалов повышенной прочности. Такие пленки создаются для новых технологии полимерных фильтрующих материалов по Программе ассоциированной европейской лаборатории LIА, где ионизирующие излучения применяются в большинстве технологических этапов. Из-за различия у физико химических свойствах ПЦ от традиционных полимеров для трековых технологий, необходимо подробно изучить негативные эффекты, которые могут возникать на разных этапах их изготовления и эксплуатации. Эти эффекты могут приводить к потере функциональной пригодности полимеров для практического использования. С этой целью перспективным является разработка радиационных методов контроля свойств материала с помощью мегавольтных электронов. Радиация зарекомендовала себя эффективным инструментом моделирования большинства процессов в исследуемом материале — старение, деструкции, полимеризации, пластичности, прочности, термостойкости, и предоставляет объективное основание квалифицировать материал на пригодность применять для определенных целей. В данном случае их проведения связано с решением ряда проблем облучения чрезвычайно тонких полимерных пленок большими дозами ионизирующей радиации. С этой целью была разработана методика радиационного контроля функциональности тонких пленочных полимерных материалов с использованием мощных пучков электронов 1-2 МэВ. Данное исследование направлено на поиски возможности и путей осуществлять всесторонние исследования характеристик и предельных возможностей новых полимерных пленок на мощной отечественной радиационной установке с резонансным ускорителем электронов ИЛУ-6, способного генерировать электронные пучки мощностью 20 кВт. С этой целью разработаны локальные подпучковые средства трансформации энергии излучения в различные виды радиации с возможностью одновременно формировать их энергетический состав. Обсуждаются особенности этих методов и результаты их применения для исследований функциональности тонких пленок с ПЦ для практического использования.

Purpose. The methodology of using megavolt electrons to research the functionality of thin polymer films with polycyanurates (PCs) is described. The relevance of research is determined by the plans for their usage as a functional basis for track technologies of the production of heat-resistant nanoporous filter materials of increased strength. Such films are created for the new technologies of polymer filtering materials under the Program of the associated European laboratory LIA, where ionizing radiation is used at most technological stages. Due to the difference between physicochemical properties of PCs and traditional polymers for track technologies, it is necessary to study in detail the negative effects that can occur at different stages of their production and operation. These effects can lead to the loss of functional suitability of polymers for their practical usage. Methods. For this purpose, the development of radiation methods for controlling the properties of the material using megavolt electrons is promising. Radiation has shown itself as an effective tool for modeling most of the processes in the researched material, like aging, degradation, polymerization, strength, heat resistance, and provides objective basis to qualify the material for the suitability to be used for certain goals. In this case, their implementation is associated with solving a number of problems of irradiation of extremely thin polymer films with large doses of ionizing radiation. For this purpose, the methodology of radiation control of the functionality of thin film polymeric materials using powerful electron beams of 1-2 MeV was developed. Results. This research is aimed at searching for the opportunities and ways to carry out comprehensive surveys of the characteristics and ultimate capabilities of new polymer films at the powerful domestic radiation installation with the resonant electron accelerator ILU-6, capable of generating electron beams with a power of 20 kW. For this purpose, local under-beam means of transforming radiation energy into various types of radiation with the possibility to form their energetic composition simultaneously are developed. Conclusions.The specificities of these methods and the results of their application for researching the functionality of thin films with CC for practical usage are discussed.