Estudio de efectos inducidos por neutrones en materiales de interés nuclear mediante simulaciones por computadora: Solidificación ultra rápida a escala nanoscópica
En este trabajo se analizan algunos aspectos de la influencia del daño primario producido por las radiaciones en metales, en especial aleaciones con base Fe con bajos contenidos de Cu, de aplicación en reactores nucleares. Se aplicaron técnicas de modelado a escala atómica, mediante los métodos de D...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2003
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/10/1/1Lopasso.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En este trabajo se analizan algunos aspectos de la influencia del daño primario producido por las radiaciones en metales, en especial aleaciones con base Fe con bajos contenidos de Cu, de aplicación en reactores nucleares. Se aplicaron técnicas de modelado a escala atómica, mediante los métodos de Dinámica Molecular y Monte Carlo empleando como base potenciales de interacción disponibles en la literatura. Se ha calculado el diagrama de fases del sistema Fe-Cu en todo el rango de composiciones, determinándose los límites de fases y rangos de solubilidad que predicen los potenciales de interacción. Los resultados, comparados frente al diagrama de fases experimental del sistema, indican que es necesario mejorar la descripción de los potenciales de los elementos y las propiedades de solubilidad relativa de las fases sólidas. Aún dentro de estas limitaciones, debido a que los límites entre las fases sólida y líquida en la zona rica en Fe del diagrama de fases se describen apropiadamente, los resultados se utilizaron para interpretar el comportamiento de Cu como soluto durante el enfriamiento de cascadas de desplazamiento. El análisis se llevó a cabo utilizando además resultados sobre el sistema Ni-Au, para el que se dispone de potenciales de interacción que proveen una correcta descripción de las propiedades termodinámicas y de transporte de los solutos. Esto permitió discriminar los efectos de los gradientes térmicos y la forma del diagrama de fases en la redistribución de solutos. De los resultados sobre Ni-Au y en aleaciones diluídas de Cu en Fe, se concluye que los gradientes térmicos tienen influencia en la redistribución de los solutos, los cuales migran hacia las zonas de mayor temperatura si su masa es menor que la del solvente, con efecto contrario si la masa del soluto es mayor. Este efecto es conocido como termomigración, y se manifiesta en todos los procesos de enfriamiento posteriores a la acción de las radiaciones dependiendo del parámetro característico conocido como calor de transporte. Comparando diferentes velocidades de enfriamiento en Ni-5%Au se concluye que el diagrama de fases tendrá efectos de redistribución de solutos si la relación de partición de las líneas solidus y liquidus es baja (~0.1), y cuando las velocidades de enfriamiento del sistema sean lentas (avance de interfases ~0.2 Å/pseg). Esto se produce en simetrías en una dimensión, por ejemplo en experimentos de shock waves de característica plana donde pueden aparecer los efectos de la termomigración y de la solidificación sobre la redistribución de los solutos. Para cascadas de desplazamiento sólo se manifestará la termomigración, dependiendo del calor de transporte del soluto. Para aleaciones de diluídas de Cu en Fe el calor de transporte es Q* #approx =#0, las cascadas de desplazamiento no tienen influencia directa en la formación de aglomerados de Cu, en acuerdo con las observaciones experimentales y otros modelos de cálculo, y confirmándose la necesidad de incluir el efecto de las vacancias en el modelado de formación de aglomerados de Cu. Se sugiere la posibilidad de que otros solutos de menor masa formen aglomerados por efecto de la termomigración |
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