Динамика информационных потоков по малоактивируемым сплавам хрома для будущей ядерной и термоядерной энергетики

По данным ООН в настоящее время 7 млрд. жителей Земли используют ТВт·час энергии. К 2050 году, когда население, как оценивается, возрастет до 9 млрд. человек, потребность в энергии удвоится. Поскольку основой современной энергетики являются ископаемые ресурсы (нефть, уголь, газ), это вызывает загрязнение окружающей среды из-за парниковых газов и золы. Экологи бьют тревогу в связи с начавшимся уже необратимым изменением климата, что может привести к глобальной катастрофе. К тому же, вышеуказанных ресурсов может хватить, максимум, на сотню лет. Наряду с возобновляемыми источниками энергии – гидроэнергетикой, ветром и использованием биомассы, вклад которых, к сожалению, не сможет стать большим, возрастающую роль, безусловно, будет играть ядерная и термоядерная энергетика. Эти виды энергетики обладают неисчерпаемым запасом сырья и могут быть надежными и безопасными.

Однако, создание ядерных и термоядерных реакторов требует разработки материалов, способных работать в крайне тяжелых условиях: значительное облучение нейтронами и потоками ионов водорода и гелия. Сложность условий работы обсуждаемых энергетических установок обусловлена и высокими механическими напряжениями, включая импульсные, резкими теплосменами, коррозией и т.д. Следует заметить, что в будущих коммерческих реакторах, как ожидается, радиационное повреждение, связанное с облучением нейтронами, например, может достичь огромного уровня (400 смещений на атом) [3]! Материалами, удовлетворяющими все вышеуказанные требования, являются, как считается, дисперсно-упрочненные оксидами стали (ODS), композиты SiC/SiC, вольфрам и сплавы хрома. Особенностью указанных материалов является малая наведенная радиоактивность, - что важно для безопасного их использования и последующего захоронения, - а также высокая радиационная стойкость и хорошие механические свойства.

Ранее мы уже провели наукометрический анализ информационных потоков по SiC/SiC [4], вольфраму [5] и дисперсно- упрочненной стали [6]. Предлагаемый доклад посвящен анализу информационных потоков сплава V-Cr-Ti с использованием трех специализированных Международных Баз Данных: -Materials Science Citation Index ( MSCI ), -International Nuclear Information System ( INIS ) -Information Service for Physics, Electronics and Computing ( INSPEC ).

-MSCI создавалась в г.г. Институтом Научной Информации США и реферировала 500 материаловедческих журналов мира. -INIS создается с 1971 г. на кооперативной основе 159 государствами-членами МАГАТЭ и включает «серую» литературу. -INSPEC создается с 1969 г. Английским Институтом Инженерии и Технологии и реферирует 3500 журналов мира. Результаты автоматизированного поиска информационных документов по малоактивируемым сплавам хрома во всех вышеуказанных Международных Базах Данных отражены на рис.1.

MSCIINISINSPEC Влияние облучения23,6%22,9%28,0% Исследование свойств23,6%12,0%18,7% Активация и трансмутация23,6%18,1%17,3% Технология производства18,2%33,7%16,0% Видно, что суммарное количество публикаций для разных Баз Данных составляет работ с нарастанием примерно с 1995 г. Распределение информационных документов по основным направлениям исследований малоактивируемых сплавов хрома приведено в табл.1 для всех исследованных БД. Страны, ученые которых проводят исследования и разработки по малокативируемым сплавам хрома, приведены на рис.2. Таблица 1

Из рис.2 видно, что лидерами по всем исследованным Базам Данных являются Япония, США и Россия. Кроме указанных на рис.2а стран, ученые которых принимают участие в соответствующих исследованиях и разработках, в БД MSCI содержатся работы ученых (в порядке убывания количества публикаций) Турции, Испании, Ю.Кореи, Индии, Нидерландов, Швейцарии и Бельгии. В БД INIS, наряду с указанными на рис.2б странами, представлены публикации ученых Китая, Италии, Англии и Украины. В БД INSPEC, кроме указанных на рис.2в, имеются работы ученых Китая, Италии, Турции, Бельгии, Португалии. На рис.3 представлены сведения об информационных источниках, введенных в соответствующие Базы Данных.

Основным типом публикаций в БД MSCI, как видно из рис.3а, являются труды конференций (~58%), на втором месте журнальные статьи (40%). В БД INIS (рис. 3б) основным типом публикаций являются труды конференций (~53%), около 29% - журнальные статьи. В БД INSPEC (рис. 3в) основным типом публикаций являются журнальные статьи (~49%) и труды конференций (48%). Превалирующим языком публикаций во всех исследованных Базах Данных, как видно из рис.4, является английский (MSCI ~96%, INIS ~77%, INSPEC ~99%).

Поскольку результаты исследований и разработок по малоактивируемым сплавам хрома публикуются в большом количестве трудов конференций, а в исследованиях и разработках участвуют ученые 17 стран, включая ведущие, это, несомненно, свидетельствует об актуальности обсуждаемой тематики. Этот вывод подтверждается нарастанием публикаций, начиная с 1995 г. Можно полагать, что такая тенденция сохранится и в будущем, т.к. повышение стойкости к облучению материалов будущих реакторов и повышение действующих температур, как известно, приводит к повышению эффектив- ности работы ядерно-энергетических установок. Это скажется на увеличении количества исследований механических свойств, влияния температуры, напряжений, облучения, воздействия коррозии, как следует из Программы Европейского Союза по моделированию радиационного воздействия на материалы [7]. ВЫВОДЫ

1. UNDESA, World Population to United Nations Department of Economic and Social Affairs Report ST/ESA/SER.A/ EIA, International Energy Outlook, 2010, U.S. Energy Information Administration (2010) 3. S.Ishino. Fusion Reactors (Magnetically Confined) - Tokamaks: Materials, in Encyclo- pedia of Materials: Science and Technology, Elsevier Science Ltd., 2001, p В.С.Войценя, А.Г.Шепелев, Т.А.Пономаренко. Перспективы использования SiC/SiC композитов в термоядерных реакторах (по анализу Международных Баз Данных INIS, MSCI, INSPEC) // ВАНТ 2, сер. «Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение», 2007, в. 90, с О.В.Кривченко, Ю.П.Курило, А.Г.Шепелев. Оптимальный материал для термоядерной энергетики будущего // ВАНТ 6(76), сер. «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники», 2011, в. 19, с А.Г.Шепелев, Ю.П.Курило, О.В.Кривченко, О.В.Немашкало. Динамика информа- ционных потоков по наноструктрно-упрочненным сталям ODS (анализ Международ- ных Баз Данных INIS, MSCI, INSPEC) // ВАНТ 5, сер. «Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение», 2013, в.5(87), с S.L.Dudareva, J.-L.Boutardb, R.Lässerb, M.J. Caturlac et al. The EU programme for modelling radiation effects in fusion reactor materials: An overview of recent advances and future goals. J.Nucl.Mater. 2009, v.386–388, p.1–7 ЛИТЕРАТУРА

С ПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ ! КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ Шепелев Анатолий Георгиевич Тел Национальный Научный Центр «Харьковский физико-технический институт»