{"id":111762,"date":"2021-07-26T06:40:08","date_gmt":"2021-07-26T05:40:08","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/que-son-los-defectos-cristalograficos-inducidos-por-radiacion-definicion\/"},"modified":"2021-09-14T09:21:30","modified_gmt":"2021-09-14T08:21:30","slug":"que-son-los-defectos-cristalograficos-inducidos-por-radiacion-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/es\/que-son-los-defectos-cristalograficos-inducidos-por-radiacion-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 son los defectos cristalogr\u00e1ficos inducidos por radiaci\u00f3n? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\"><div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\"> Las part\u00edculas m\u00e1s pesadas, como los protones, las part\u00edculas alfa, los neutrones r\u00e1pidos y los fragmentos de fisi\u00f3n, generalmente transferir\u00e1n suficiente energ\u00eda a trav\u00e9s de colisiones el\u00e1sticas o inel\u00e1sticas para eliminar los n\u00facleos de sus posiciones reticulares (cristalinas). <\/div><\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div>\n<div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p>Los materiales en servicio nuclear est\u00e1n sujetos a varios tipos de radiaci\u00f3n.\u00a0Algunos de estos pueden causar un da\u00f1o significativo a la estructura cristalina de los materiales.\u00a0La radiaci\u00f3n nuclear concentra grandes cantidades de energ\u00eda en \u00e1reas muy localizadas.\u00a0El da\u00f1o es causado por la interacci\u00f3n de esta energ\u00eda con los n\u00facleos y \/ o los electrones en \u00f3rbita.<\/p>\n<p>Como se escribi\u00f3, las part\u00edculas cargadas con altas energ\u00edas pueden ionizar directamente los \u00e1tomos o pueden provocar la excitaci\u00f3n de los electrones circundantes.\u00a0La\u00a0<strong>ionizaci\u00f3n y la excitaci\u00f3n<\/strong>\u00a0disipan gran parte de la energ\u00eda de las part\u00edculas cargadas m\u00e1s pesadas y\u00a0<strong>causan muy poco da\u00f1o<\/strong>\u00a0.\u00a0Esto se debe a que los electrones son relativamente libres de moverse y pronto se reemplazan.\u00a0El efecto neto de la radiaci\u00f3n beta y gamma sobre el metal es generar una peque\u00f1a cantidad de calor.\u00a0Las part\u00edculas m\u00e1s pesadas, como los protones, las part\u00edculas alfa,\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/fast-neutrons-high-energy-neutrons\/\"><strong>los neutrones r\u00e1pidos<\/strong><\/a>\u00a0y los fragmentos de fisi\u00f3n, generalmente transferir\u00e1n suficiente energ\u00eda a trav\u00e9s de colisiones el\u00e1sticas o inel\u00e1sticas para eliminar los n\u00facleos de sus posiciones reticulares (cristalinas).\u00a0Esta adici\u00f3n de vacantes y \u00e1tomos intersticiales provoca cambios en las propiedades de los metales.<\/p>\n<p>En general, los efectos de mayor inter\u00e9s pueden describirse mediante las siguientes agrupaciones:<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/crystallographic-defects\/vacancy-crystallographic-defects\/\"><strong>Vacantes o Knock-ons<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Los defectos de vacante son el resultado de la falta de un \u00e1tomo en una posici\u00f3n reticular.\u00a0La estabilidad de la<a href=\"https:\/\/material-properties.org\/crystal-structure-of-chemical-elements\/\">\u00a0estructura cristalina<\/a>\u00a0circundantegarantiza que los \u00e1tomos vecinos no colapsar\u00e1n simplemente alrededor de la vacante.\u00a0Esto puede deberse a la interacci\u00f3n directa de un<strong>\u00a0neutr\u00f3n de alta energ\u00eda<\/strong>\u00a0o un fragmento de fisi\u00f3n.\u00a0Si un n\u00facleo objetivo o golpeado gana aproximadamente 25 eV de energ\u00eda cin\u00e9tica (25 eV a 30 eV para la mayor\u00eda de los metales) en una colisi\u00f3n con una part\u00edcula de radiaci\u00f3n (generalmente un neutr\u00f3n r\u00e1pido), el n\u00facleo se desplazar\u00e1 de su posici\u00f3n de equilibrio en la red cristalina. .\u00a0Durante una irradiaci\u00f3n prolongada (para valores grandes de la<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/reactor-operation\/fuel-burnup\/units-of-fuel-burnup\/neutron-fluence-what-is-fluence\/\">\u00a0fluencia de neutrones<\/a>), muchos de los \u00e1tomos desplazados volver\u00e1n a los sitios reticulares normales (estables) (es decir, el recocido parcial se produce espont\u00e1neamente).<\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/crystallographic-defects\/interstitial-defect-crystallographic-defects\/\"><strong>Intersticiales<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Los defectos intersticiales son el resultado de una impureza ubicada en un sitio intersticial o uno de los \u00e1tomos de la red est\u00e1 en una posici\u00f3n intersticial en lugar de estar en su posici\u00f3n de red.\u00a0Un intersticial se forma cuando un \u00e1tomo, que es expulsado de su posici\u00f3n, se detiene en alg\u00fan punto remoto.<\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/measurement-of-radiation\/what-is-ionization\/\"><strong>Ionizaci\u00f3n<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0La ionizaci\u00f3n es causada por la eliminaci\u00f3n de electrones de sus capas electr\u00f3nicas y tiene el efecto de cambiar los enlaces qu\u00edmicos de las mol\u00e9culas.\u00a0En el metal, la ionizaci\u00f3n no causa cambios dr\u00e1sticos en las propiedades del material.\u00a0Esto se debe a los electrones libres, que son t\u00edpicos solo para enlaces met\u00e1licos.<\/li>\n<li><strong>Picos t\u00e9rmicos y de desplazamiento<\/strong>\u00a0.\u00a0Los picos t\u00e9rmicos y de desplazamiento pueden causar una distorsi\u00f3n que se congela como tensi\u00f3n en el \u00e1rea microsc\u00f3pica.\u00a0Estos picos pueden provocar un cambio en las propiedades del material.\u00a0Este t\u00e9rmino identifica dominios localizados de alta temperatura causados \u200b\u200bpor la deposici\u00f3n de energ\u00eda de neutrones y fragmentos de fisi\u00f3n.\u00a0Un pico de desplazamiento ocurre cuando muchos \u00e1tomos en un \u00e1rea peque\u00f1a son desplazados por un knock-on (o cascada de knock-ons).\u00a0Un neutr\u00f3n de 1 MeV puede afectar aproximadamente a 5000 \u00e1tomos, formando uno de estos picos.\u00a0La presencia de muchos picos de desplazamiento cambia las propiedades del metal que se irradia, como el aumento de la dureza y la disminuci\u00f3n de la ductilidad.<\/li>\n<li><strong>\u00c1tomos de impureza<\/strong>\u00a0.\u00a0La captura de neutrones y reacciones nucleares inducidas por diversas radiaciones tiene el efecto de transmutar un \u00e1tomo en un elemento extra\u00f1o al material.<\/li>\n<li><strong>Fluencia inducida por radiaci\u00f3n<\/strong>\u00a0.\u00a0En los reactores nucleares, muchos componentes met\u00e1licos se someten simult\u00e1neamente a campos de radiaci\u00f3n, temperaturas elevadas y estr\u00e9s.\u00a0El metal sometido a tensi\u00f3n a temperatura elevada presenta el fen\u00f3meno de fluencia, es decir.\u00a0el aumento gradual de la tensi\u00f3n con el tiempo.\u00a0El deslizamiento de los componentes met\u00e1licos a las temperaturas de funcionamiento del reactor se vuelve m\u00e1s r\u00e1pido cuando se exponen a un campo de radiaci\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Los neutrones con suficiente energ\u00eda<\/strong>\u00a0pueden alterar la disposici\u00f3n at\u00f3mica o la estructura cristalina de los materiales.\u00a0La influencia del da\u00f1o estructural es m\u00e1s significativa para los metales debido a su relativa inmunidad al da\u00f1o por radiaci\u00f3n ionizante.\u00a0Los reactores de agua a presi\u00f3n funcionan con una tasa m\u00e1s alta de impactos de neutrones y, por lo tanto, sus recipientes tienden a experimentar un mayor grado de fragilizaci\u00f3n que los recipientes de los reactores de agua en ebullici\u00f3n.\u00a0Muchos reactores de agua presurizada dise\u00f1an sus n\u00facleos para reducir la cantidad de neutrones que golpean la pared del recipiente.\u00a0Esto ralentiza la fragilidad de la embarcaci\u00f3n.\u00a0Las reglamentaciones de la NRC abordan la fragilizaci\u00f3n en 10 CFR Parte 50, Ap\u00e9ndice G, \u00abRequisitos de resistencia a la fractura\u00bb y Ap\u00e9ndice H, \u00abRequisitos del programa de vigilancia de materiales de buques de reactores\u00bb.\u00a0Dado que la\u00a0<strong>vasija de presi\u00f3n<\/strong>\u00a0del\u00a0<strong>reactor<\/strong>se considera\u00a0<strong>insustituible<\/strong>\u00a0, la fragilizaci\u00f3n por irradiaci\u00f3n de neutrones de los aceros de los recipientes a presi\u00f3n es un tema clave en la evaluaci\u00f3n a largo plazo de la integridad estructural de los programas de extensi\u00f3n y de vida.<\/p>\n<p>El da\u00f1o por radiaci\u00f3n se produce cuando neutrones de suficiente energ\u00eda desplazan \u00e1tomos (especialmente en aceros a temperaturas de funcionamiento de 260 &#8211; 300 \u00b0 C) que dan como resultado\u00a0<strong>cascadas de desplazamiento<\/strong>\u00a0que producen gran cantidad de defectos, tanto vac\u00edos como intersticiales.\u00a0Aunque la superficie interior del RPV est\u00e1 expuesta a neutrones de energ\u00edas variables, los neutrones de mayor energ\u00eda, aquellos por\u00a0<strong>encima de aproximadamente 0,5 MeV<\/strong>\u00a0, producen la mayor parte del da\u00f1o.\u00a0Para minimizar tal degradaci\u00f3n del material, el tipo y la estructura del\u00a0<strong>acero deben seleccionarse apropiadamente<\/strong>\u00a0.\u00a0Hoy en d\u00eda se sabe que la susceptibilidad de los aceros de los recipientes a presi\u00f3n de los reactores se ve fuertemente afectada (negativamente) por la presencia de cobre, n\u00edquel y f\u00f3sforo.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-27932\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/ductile-brittle-transition-temperature-ductility-brittleness.png\" alt=\"temperatura de transici\u00f3n d\u00factil-fr\u00e1gil\" width=\"431\" height=\"519\" \/>Como se escribi\u00f3, la distinci\u00f3n entre fragilidad y\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/ductility\/\">ductilidad<\/a>\u00a0no es evidente, especialmente porque tanto la ductilidad como el comportamiento fr\u00e1gil dependen no solo del material en cuesti\u00f3n, sino tambi\u00e9n\u00a0<strong>de la temperatura<\/strong>\u00a0(transici\u00f3n d\u00factil-fr\u00e1gil) del material.\u00a0El efecto de la temperatura sobre la naturaleza de la fractura es de considerable importancia.\u00a0Muchos aceros presentan fractura d\u00factil a temperaturas elevadas y\u00a0<strong>fractura fr\u00e1gil a bajas temperaturas<\/strong>\u00a0.\u00a0La temperatura por encima de la cual un material es d\u00factil y por debajo de la cual es fr\u00e1gil se conoce como\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/ductility\/ductile-brittle-transition-temperature\/\"><strong>temperatura de transici\u00f3n d\u00factil-fr\u00e1gil.<\/strong><\/a>(DBTT), temperatura de ductilidad nula (NDT) o temperatura de transici\u00f3n de ductilidad nula.\u00a0Esta temperatura no es precisa, pero var\u00eda seg\u00fan el tratamiento mec\u00e1nico y t\u00e9rmico previo y la naturaleza y cantidad de los elementos de impureza.\u00a0Puede determinarse mediante alg\u00fan tipo de prueba de ca\u00edda de peso (por ejemplo, las\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/toughness\/charpy-impact-test\/\"><strong>pruebas Charpy o Izod<\/strong><\/a>\u00a0).<\/p>\n<p>Para minimizar la fluencia de neutrones:<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/neutron-reflector\/\"><strong>Los reflectores de neutrones radiales<\/strong><\/a>\u00a0se instalan alrededor del n\u00facleo del reactor.\u00a0Los reflectores de neutrones reducen la fuga de neutrones y, por lo tanto, reducen la fluencia de neutrones en la vasija de presi\u00f3n de un reactor.<\/li>\n<li>Los dise\u00f1adores centrales dise\u00f1an los\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/fuel-loading-pattern\/\"><strong>patrones de carga de baja fuga<\/strong><\/a>\u00a0, en los que\u00a0<strong>los conjuntos de combustible fresco no est\u00e1n situados en las posiciones perif\u00e9ricas<\/strong>\u00a0del\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor-core\/\">n\u00facleo del reactor<\/a>\u00a0.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Si el metal se calienta a temperaturas elevadas despu\u00e9s de la irradiaci\u00f3n (una forma de recocido), se encuentra que la resistencia y la ductilidad vuelven a los mismos valores que antes de la irradiaci\u00f3n.\u00a0Esto significa que el da\u00f1o por radiaci\u00f3n se puede recocer de un metal.<\/p>\n<p>Ver tambi\u00e9n:\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/ductility\/ductile-brittle-transition-temperature\/\"><strong>Temperatura de transici\u00f3n d\u00factil-fr\u00e1gil<\/strong><\/a><\/p>\n<p>Ver tambi\u00e9n:\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/neutron-fluence-and-irradiation-embrittlement\/\"><strong>fragilizaci\u00f3n por irradiaci\u00f3n<\/strong><\/a><\/p>\n<p>Ver tambi\u00e9n:\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/metals-what-are-metals\/heat-treatment-of-metals\/thermal-annealing\/\"><strong>Recocido t\u00e9rmico<\/strong><\/a><\/p>\n<\/div><\/div>\n<div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-accordion su-u-trim\"> <div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus\" data-scroll-offset=\"0\" data-anchor-in-url=\"no\"><div class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span class=\"su-spoiler-icon\"><\/span>Referencias:<\/div><div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\">\n<p>Ciencia de los Materiales:<\/p>\n<ol>\n<li>Departamento de Energ\u00eda de EE. UU., Ciencia de Materiales.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volumen 1 y 2. Enero de 1993.<\/li>\n<li>Departamento de Energ\u00eda de EE. UU., Ciencia de Materiales.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volumen 2 y 2. Enero de 1993.<\/li>\n<li>William D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Ciencia e Ingenier\u00eda de Materiales: Introducci\u00f3n 9\u00aa Edici\u00f3n, Wiley;\u00a09a edici\u00f3n (4 de diciembre de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.<\/li>\n<li>Eberhart, Mark (2003).\u00a0Por qu\u00e9 se rompen las cosas: entender el mundo a trav\u00e9s de la forma en que se desmorona.\u00a0Armon\u00eda.\u00a0ISBN 978-1-4000-4760-4.<\/li>\n<li>Gaskell, David R. (1995).\u00a0Introducci\u00f3n a la Termodin\u00e1mica de Materiales (4\u00aa ed.).\u00a0Taylor y Francis Publishing.\u00a0ISBN 978-1-56032-992-3.<\/li>\n<li>Gonz\u00e1lez-Vi\u00f1as, W. y Mancini, HL (2004).\u00a0Introducci\u00f3n a la ciencia de los materiales.\u00a0Prensa de la Universidad de Princeton.\u00a0ISBN 978-0-691-07097-1.<\/li>\n<li>Ashby, Michael;\u00a0Hugh Shercliff;\u00a0David Cebon (2007).\u00a0Materiales: ingenier\u00eda, ciencia, procesamiento y dise\u00f1o (1\u00aa ed.).\u00a0Butterworth-Heinemann.\u00a0ISBN 978-0-7506-8391-3.<\/li>\n<li>JR Lamarsh, AJ Baratta, Introducci\u00f3n a la ingenier\u00eda nuclear, 3d ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.<\/li>\n<\/ol>\n<\/div><\/div> <\/div> <div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div> <\/div><\/div> <div class=\"su-divider su-divider-style-default\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div> <div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"> <\/div><\/div> <div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p>Ver arriba:<br \/>\nDefectos <a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/crystallographic-defects\/\" class=\"su-button su-button-style-flat\" style=\"color:#FFFFFF;background-color:# ffffff;border-color:# ffffff;border-radius:5px;-moz-border-radius:5px;-webkit-border-radius:5px\" target=\"_self\"><span style=\"color:#FFFFFF;padding:0px 16px;font-size:13px;line-height:26px;border-color:# ffffff;border-radius:5px;-moz-border-radius:5px;-webkit-border-radius:5px;text-shadow:none;-moz-text-shadow:none;-webkit-text-shadow:none\">  <\/span><\/a> <\/p><\/div><\/div> <div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-50 lgc-tablet-grid-50 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"> <\/div><\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div>\n<p>Esperamos que este art\u00edculo,\u00a0<strong>Defectos cristalogr\u00e1ficos inducidos por radiaci\u00f3n<\/strong>\u00a0, le ayude.\u00a0Si es as\u00ed,\u00a0<strong>danos un me gusta<\/strong>\u00a0en la barra lateral.\u00a0El objetivo principal de este sitio web es ayudar al p\u00fablico a conocer informaci\u00f3n importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Esperamos que este art\u00edculo,\u00a0Defectos cristalogr\u00e1ficos inducidos por radiaci\u00f3n\u00a0, le ayude.\u00a0Si es as\u00ed,\u00a0danos un me gusta\u00a0en la barra lateral.\u00a0El objetivo principal de este sitio web es ayudar al p\u00fablico a conocer informaci\u00f3n importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[53],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v21.2 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>\u00bfQu\u00e9 son los defectos cristalogr\u00e1ficos inducidos por radiaci\u00f3n? 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