Impulsiniai jonų pluoštai atskleidžia silicio karbido spinduliuotės defektų dinamikos netiesiškumą

Канарев Ф.М. Автономный источник энергии. Часть1 (Birželis 2019).

Anonim

"Lawrence Livermore" nacionalinės laboratorijos (LLNL) medžiagų mokslininkai priartėjo prie silikono karbido defektų sąveikos dinamikos supratimo.

Kai energetiška dalelė, tokia kaip neutronas ar jonas, patenka į medžiagą, dalelė prasiskverbia ir sukuria poslinkius pagal balistinius procesus, kai iš grotelių atomų išstumti iš jų pusiausvyros pozicijų. Šie išjudinti atomai dažnai turi pakankamai kinetikos energijos, kad galėtų išstumti kitus netoliese esančius atomus. Todėl jonų trajektorija sukuria atominių poslinkių kaskadą.

Energetiniai jonai su skirtingomis masėmis sukuria susidūrimų kaskadas su skirtingais tankio svyravimais. Sunkieji jonai sukuria tankias susidūrimo kaskadas, o lengvųjų jonų ir neutronų tekantys kaskadai praskiedžiami daug didesniais vidiniais atstumais tarp poslinkių kiekvienoje kaskadoje.

Toks kaskadinis tankis yra ne tik intelektualus smalsumas. Daugelio nemetalinių medžiagų atveju susidūrimo kaskadų tankis lemia, kaip lengvai medžiaga yra pažeista apšvitinant. Tačiau susidūrimo kaskadų tankio poveikis spinduliuotės defektų dinamikai iš esmės išliko neištirtas. Radiacinės gedimų dinamika apskritai išlieka viena iš sudėtingiausių, blogai suprastų ir intensyviai aptariamų radiacinės žalos bendruomenės temų.

Silicio karbidas naudojamas elektroniniams prietaisams, tokiems kaip tranzistorius, kurie veikia aukštos temperatūros ir aukštos įtampos galios. Be to, silicio karbidas buvo ištirtas dėl jo galimybių kaip branduolinio kuro plieno.

Tyrime, paskelbtame kovo 17 d. " Mokslinių ataskaitų leidime", LLNL ir Texas A & M universiteto komanda naudojo neseniai sukurtą impulsų jonų spindulių metodą, kad ištirtų, kaip įtakos silicio karbido radiacijos žalai įtakoja susidūrimų kaskadų tankis. Silicio karbidas yra branduolinė keramika ir plačiajuosčio ryšio puslaidininkinė medžiaga. Komanda sistemingai ištyrė spinduliuotės defektų dinamiką silicio karbido, bombarduotame su skirtingais jonais, kurie sukuria susidūrimo kaskadas, kurių tankiai yra įvairiausi. Mokslininkai panaudojo impulsines jonų sijas, kad būtų galima išmatuoti mobiliųjų defektų gyvenimo trukmę ir sukūrė naują kaskadų tankio skaičiavimo metodą.

Komanda nustatė, kad tankesnio susidūrimo kaskados ne tik sukelia daugiau žalos, bet ir vystosi daug lėčiau nei praskiesti kaskados. Jų darbas yra pirmasis demonstravimas, kad, be dozės galios, silicio karbido defektų sąveikos dinamika labai priklauso nuo kaskadinio tankio.

"Šis tyrimas yra dar vienas pavyzdys, kaip naujų eksperimentų metodų kūrimas gali mums padėti geriau suprasti pagrindinius radiacinės žalos procesus", - sakė LLNL mokslininkas L. Bimo Baiu Aji, pagrindinis šio straipsnio autorius.

"Šis darbas rodo, kad silicio karbidas turėtų kitokios žalos radiacinėse aplinkose, kuriose būdingi skirtingi neutronų srautai ir energija, ir kad bet kuris iš tikrųjų prognozuojamas spinduliuotės žalos modeliavimas turi apimti defektų sąveikos dinamiką", - sakė LLNL projekto vadovas Sergejus Kucheyev.

menu
menu