Исследование радиационной стойкости конструкционных материалов

• Чернов Иван Ильич, д.ф.-м.н., профессор, руководитель группы
• Стальцов Максим Сергеевич, кандидат физико-математических наук, доцент

• Радиационная физика и технологии, конструкционные материалы ядерных реакторов, проблема гелия и водорода в конструкционных материалах ядерных реакторов, имитационные исследования радиационной повреждаемости реакторных конструкционных материалов

• Просвечивающий электронный микроскоп ZEISS Libra-120
• Течеискатель

Выполнены систематические исследования влияния типа кристаллической структуры и легирования на сопротивление распуханию новых и использующихся конструкционных реакторных материалов, а также ванадиевых сплавов. Например:

• Госзадание № 3.483.2014/K «Изготовление дисперсно-упрочненных ферритно-мартенситных сталей по технологии спарк-плазменного спекания и исследование их радиационной повреждаемости в сравнении с реакторной аустенитной сталью» (2014-2016 гг.).
• Стипендия Президента Российской Федерации для молодых учёных и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики (Конкурс 2016-2018 гг.) по теме «Закономерности развития газовой и вакансионной пористости в перспективных ванадиевых сплавах при имитационном облучении ионами различных масс и энергий».
• Договор № 514 г. на выполнение научно-исследовательских работ между Республиканским государственным предприятием на праве хозяйственного ведения «Институт ядерной физики» Министерства энергетики Республики Казахстан и федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» «Изучение влияния синергического воздействия гелия и нейтронного облучения на структуру и механические свойства аустенитной стали» (2020 г.).

Статьи сотрудников группы (по данным Crossref и OpenAlex).

2026

• Microstructure of dysprosium hafnate after sequential irradiation with heavy and light ions.
  Staltsov M., Shornikov D., Tenishev A., Chernov I., Urusov A., Mokrushin A., Risovaniy V., Chuvikov S., Petrov E.
  Advances in Nuclear Science and Applications, 2026, vol. 2(1), pp. 61-78. doi:10.63907/ansa.v2i1.73
• Microstructure of Gd-doped dysprosium hafnate after irradiation with light and heavy ions.
  Staltsov M.S., Shornikov D.P., Prokhorova M.D., Chuvikov S.V., Urusov A.A., Mokrushin A.A., Risovaniy V.D.
  Advances in Nuclear Science and Applications, 2026, vol. 2(2), pp. 139-153. doi:10.63907/ansa.v2i2.87

2025

• Microstructure evolution of 18Cr10Ni-Ti-modified steel after heavy ions irradiation.
  Staltsov M.S., Chernov I.I., Emelyanova O.V., Khmelenin D.N., Dikov A.S., Ivanov I.A.
  Journal of Materials Science, 2025, vol. 61(2), pp. 1261-1279. doi:10.1007/s10853-025-11930-2
• Microstructure of ferritic-martensitic steel irradiated by krypton ions.
  Staltsov M.S.
  Химическая физика / Advances in Chemical Physics, 2025, vol. 44(6), art. 67. doi:10.7868/30180-1

2024

• Protective Coatings on Hafnium Hydride and Their Effect on Its Thermal Decomposition.
  Shornikov D.P., Mikhalchik V.V., Ivanov G.A., Tenishev A.V., Staltsov M.S., Samotaev N.N., Bratsuk A.V., Kovtun S.Y., Polunin K.K., Urusov A.A.
  Physics of Atomic Nuclei, 2024, vol. 87(11), pp. 1573-1578. doi:10.1134/s1063778824100466

2023

• Behaviour of helium and hydrogen in vanadium alloys – innovative fusion reactor first wall materials: A Review.
  Chernov I.I., Staltsov M.S.
  Tsvetnye Metally, 2023, pp. 70-76. doi:10.17580/tsm.2023.07.09
• Behaviour of helium and hydrogen in vanadium alloys – innovative fusion reactor first wall materials: a review. Part 2. Alloys of vanadium with chromium, tungsten, tantalum.
  Staltsov M.S., Chernov I.I.
  Tsvetnye Metally, 2023, pp. 56-64. doi:10.17580/tsm.2023.05.08

2022

• Behaviour of helium and hydrogen in vanadium alloys – innovative fusion reactor first wall materials: a review. Part 1. V – Ti and V – Fe alloys.
  Chernov I.I., Staltsov M.S.
  Tsvetnye Metally, 2022, pp. 65-72. doi:10.17580/tsm.2022.12.09

2021

• Effect of Implanted Helium on the Physicomechanical Properties of Armco Iron at the Temperatures of Manifestation of the Blue Brittleness Effect.
  Maksimkin O.P., Kalin B.A., Staltsov M.S., Chernov I.I.
  Inorganic Materials: Applied Research, 2021, vol. 12(3), pp. 588-591. doi:10.1134/s2075113321030266
• Surface evolution of the 18Cr10NiTi steel under irradiation by 98 Mev 56Fe10+ ions.
  Staltsov M.S., Chernov I.I., Dikov A.S., Ivanov I.A.
  Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2021, vol. 491, pp. 59-65. doi:10.1016/j.nimb.2021.01.008

2020

• Comparison of the Helium Porosity Parameters in Vanadium Alloy TEM Samples Prepared by Various Techniques.
  Stal’tsov M.S., Chernov I.I., Korshunov S.N., Lagov P.B.
  Russian Metallurgy (Metally), 2020, vol. 2020(3), pp. 206-211. doi:10.1134/s0036029520030143
• Ion implantation of helium and hydrogen in boron coatings.
  Karpikov A.N., Larionov A.S., Kislitsin S.B., Chernov I.I., Staltsov M.S., Dikov A.S., AkaeV S.O.
  IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, vol. 1005(1), art. 012005. doi:10.1088/1757-899x/1005/1/012005
• Oxidation of boron-titanium thin film coating during cyclic tests on thermal shock.
  Suslov E.E., Larionov A.S., Kislitsin S.B., Chernov I.I., Staltsov M.S., Dikov A.S., Firsova V.V.
  IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, vol. 1005(1), art. 012006. doi:10.1088/1757-899x/1005/1/012006
• The effect of neutron irradiation in a helium atmosphere on the mechanical properties of 18Cr10NiTi austenitic steel.
  Akaev S.O., Dikov A.S., Dikova L.A., Kislitsin S.B., Firsova V.V., Larionov A.S., Chernov I.I., Staltsov M.S.
  IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, vol. 1005(1), art. 012007. doi:10.1088/1757-899x/1005/1/012007

2019

• Development of Gas Porosity along the Ion Range in Vanadium Alloys during Sequential Helium and Hydrogen Ion Irradiation.
  Stal’tsov M.S., Chernov I.I., Kalin B.A., Korshunov S.N., Lagov P.B.
  Russian Metallurgy (Metally), 2019, vol. 2019(11), pp. 1161-1166. doi:10.1134/s0036029519110119
• Features of Gas Porosity Formation Along Helium Ion Trajectories in Vanadium Alloys.
  Stal’tsov M.S., Chernov I.I., Korshunov S.N., Lagov P.B.
  Atomic Energy, 2019, vol. 126(1), pp. 46-51. doi:10.1007/s10512-019-00512-6
• On the theory of bubble coarsening in metals.
  Ovcharenko A.M., Chernov I.I.
  Journal of Nuclear Materials, 2019, vol. 528, art. 151824. doi:10.1016/j.jnucmat.2019.151824

2018

• Peculiarities of helium porosity evolution in the ferritic–martensitic steels produced by spark plasma sintering.
  Chernov I.I., Staltsov М.S., Kalin B.A., Bogachev I.A., Korshunov S.N.
  Nuclear Materials and Energy, 2018, vol. 16, pp. 249-257. doi:10.1016/j.nme.2018.07.010
• Yttrium Oxide Concentration Effect on Helium Porosity Formation in Oxide-Dispersion-Hardened Ferrite-Martensite Steel.
  Nikolaeva I.D., Stal’tsov M.S., Chernov I.I., Kalin B.A., Bogachev I.A., Guseva L.Y., Drozhzhina M.V., Belyaev A.A., Tishchenko A.G., Korshunov S.N.
  Atomic Energy, 2018, vol. 124(3), pp. 173-179. doi:10.1007/s10512-018-0393-6

2016

• Optimization of Electric-Pulse Consolidation Regimes to Obtain High-Density Dispersion-Hardened Reactor Steel.
  Bogachev I.A., Chernov I.I., Stal’tsov M.S., Kalin B.A., Olevskii E.A., Lebedeva L.Y., Nikitina A.A.
  Atomic Energy, 2016, vol. 120(1), pp. 37-43. doi:10.1007/s10512-016-0092-0
• Optimization of mechanical alloying and spark-plasma sintering regimes to obtain ferrite–martensitic ODS steel.
  Staltsov M.S., Chernov I.I., Bogachev I.A., Kalin B.A., Olevsky E.A., Lebedeva L.J., Nikitina A.A.
  Nuclear Materials and Energy, 2016, vol. 9, pp. 360-366. doi:10.1016/j.nme.2016.08.020

• ВКР «Изменение химического состава и структуры поверхности стали Х18Н10Т при высокодозном облучении ионами Ni11+ с энергией 101 МэВ» / Филаткина А.Ф., специалитет, 2021 г.
• ВКР «Эволюция микроструктуры стали Х18Н10Т при высокодозном облучении ионами никеля с энергией 101 МэВ» / Мусаткин Е.С., специалитет, 2021 г.
• ВКР «Изменение химического состава и микроструктуры аустенитной стали Х18Н10Т при высокодозном облучении ионами Fe10+ с энергией 98 МэВ при 650 °С» / Бусыгина И.А., специалитет, 2020 г.
• ВКР «Влияние титана на формирование гелиевой пористости в сплавах V‒Ti и V‒Cr‒Ti» / Дин Куок Дат, магистратура, 2020 г.
• Особенности формирования газовой пористости вдоль пробега ионов в ванадиевых сплавах, облученных ионами гелия и водорода / Беляев А.А., магистратура, 2018 г.
• Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук «Вакансионное и газовое распухание и поведение водорода в реакторных ферритно-мартенситных сталях, изготовленных по различным технологиям» / Богачев И.А., аспирантура, 2017 г.
• Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук «Термическая и радиационная ползучесть аустенитных и ферритно-мартенситных сталей применительно к длительному хранению отработавшего ядерного топлива» / Диков А.С., аспирантура, 2021 г.

• Имитационные исследования радиационной стойкости реакторных конструкционных материалов.
• Гелий в конструкционных материалах ядерных реакторов.
• Водород в конструкционных материалах ядерных реакторов.
• Влияние легирующих элементов на поведение гелия и водорода в реакторных конструкционных материалах.

Четыре работы научной группы на Выездных Сессиях Научного Совета РАН по проблеме «Радиационная физика твердого тела» признаны важнейшими результатами в области радиационной физики твердого тела за 2012, 2013, 2015 и 2016 гг., соответственно:

• «Поведение гелия в дисперсно-упрочненных ферритно-мартенситных сталях» – авторы Чернов И.И., Стальцов М.С., Богачев И.А., Чжи Зин У, Калин Б.А.
• «Формирование газовой пористости в ванадиевых сплавах V-W, V-Ta, V-Zr и V-Ti, имплантированных ионами гелия при 650 С» – авторы Чернов И.И., Стальцов М.С., Аунг Чжо Зо, Калин Б.А.
• «Особенности развития радиационного распухания ванадия при последовательном облучении ионами гелия и никеля» – авторы Чернов И.И., Стальцов М.С., Калин Б.А.
• «Особенности развития вакансионной пористости в реакторных сталях, облученных ионами никеля с энергией 7,5 МэВ до сверхвысокой дозы в ускорителе Tandetron ГНЦ РФ-ФЭИ» – авторы Чернов И.И., Стальцов М.С., Калин Б.А., Глотов А.И., Кобец У.А., Печенкин В.А., Романов В.А.

Профессор И.И. Чернов и доцент М.С. Стальцов всегда готовы дать любую информацию и предоставить помощь при выполнении курсовых проектов и ВКР студентам, выполняющим НИР и ВКР в научной группе.