AP19679905 — Изучение процессов высокотемпературной деградации при наводораживании в двухфазных литиевых керамиках в качестве материалов бланкета для ИТЭР

Цель: Изучение механизмов высокотемпературной деградации в процессе накопления повреждений, вызванных внедрением водорода в литиевых керамиках, а также определения влияния межфазных границ на устойчивость к деструкции керамик.

Актуальность: Изучение деградационных процессов в двухфазных литиевых керамиках типа хLi₄SiO₄ – (1-х)Li₂TiO₃ является актуальным для разработки надежных и устойчивых к радиационному воздействию материалов в области термоядерной энергетики. Эти керамики рассматриваются в качестве перспективных мишенных материалов для генерации трития, и понимание их поведения под воздействием водорода при высоких температурах критично для повышения срока службы и эффективности будущих энергетических установок.

Научный руководитель: Доктор Ph.D., Әскербеков Сәулет Қаныбекұлы

Полученные результаты:  В ходе выполнения научно-исследовательской работы проведено комплексное изучение влияния фазового состава керамик системы Li₄SiO₄–Li₂TiO₃ на их радиационную устойчивость при высокодозном протонном облучении. Установлен двухэтапный механизм накопления радиационных повреждений, зависящий от флюенса облучения, а также выявлена ключевая роль увеличения содержания Li₂TiO₃ в снижении концентрации дефектов и продуктов радиолиза. Проанализировано влияние состава на теплофизические свойства, показано повышение теплопроводности и устойчивости к деградации при добавлении Li₂TiO₃. Исследованы процессы пострадиационного термического отжига, при которых выявлена частичная или полная релаксация дефектов в зависимости от их природы и концентрации. С использованием метода ЭПР определены механизмы дефектообразования и влияние температуры облучения на структурные изменения керамик. Полученные результаты позволяют оптимизировать состав материалов для повышения их эффективности в системах генерации трития.

Список публикаций с ссылками на них

1. Kenzhina I.E., Askerbekov S., Kozlovskiy A.L., Tolenova A., Piskunov S., Popov A.I. The influence of accumulated radiolysis products on the mechanisms of high-temperature degradation of two-component lithium-containing ceramics // Ceramics. – 2025. – Vol. 8, No. 3. – Article 99. – DOI: https://doi.org/10.3390/ceramics8030099.
2. Kozlovskiy A.L., Kenzhina I.E., Tolenova A., Askerbekov S. Study of the effect of the component ratio variation in two-phase ceramics on the resistance to high-dose proton irradiation simulating the effects of hydrogen swelling // Eurasian Physical Technical Journal. – 2025. – Vol. 22, No. 1. – P. 5–18. – DOI: https://doi.org/10.31489/2025N1/5-18.
3. Samarkhanov K.K., Khasenov M.U., Batyrbekov E.G., Skakov M.K., Gradoboev A.V., Bedenko S.V., Vega-Carrillo H.R., Kenzhina I.E., Askerbekov S.K., Kozlovskiy A.L., Zaurbekova Zh.A., Shaimerdenov A.A., Begentayev M.M., Tolenova A.U., Abshurikova A.M. Nuclear-excited source of coherent and incoherent radiation with direct nuclear pumping // Applied Radiation and Isotopes. – 2024. – Vol. 214. – Article 111503. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2024.111503.
4. Kenzhina I.E., Kozlovskiy A.L., Chikhray Y., Kulsartov T., Zaurbekova Z., Begentayev M., Askerbekov S. Study of gas swelling processes under irradiation with protons and He²⁺ ions in Li₄SiO₄–Li₂TiO₃ ceramics // Crystals. – 2023. – Vol. 13. – Article 1526. – DOI: https://doi.org/10.3390/cryst1310152