Зондирование объемных электрических полей и зарядов в облученных и радиоактивных твердых диэлектриках с помощью акустических импульсов

• Автор: Розно, Александр Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 189 c. : ил

Глава I. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ РАДИАЦИОННОЙ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Высокоэнергетическая инжекция носителей заряда

1.1.1. Электронное облучение

1.1.2. Гамма-облучение

1.1.3. Избыточный заряд при самооблучении (радиоактивные материалы)

1.2. Процессы релаксации

1.2.1. Радиационная проводимость

1.2.2. Перенос заряда избыточными носителями

1.2.3. Процессы релаксационной поляризации

1.2.4. Некоторые другие эффекты

1.3. Модели процесса электризации
1.3.1. Примеры моделей радиационного заряжения
1.4. Методы измерения объемных электрических величин
1.5. Обзор результатов измерений пространственных распределений электрического поля и заряда
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННОЙ
ЭЛЕКТРИЗАЦИИ
2.1. Исследуемые твердые диэлектрики и методы их электризации
2.1.1. Характеристика материалов, приготовление образцов
2.1.2. Облучение образцов
2.2. Теоретические основы метода "акустического зонда"

2.3. Основные факторы искажений в процессе измерения. Оценка точности
2.4. Экспериментальная аппаратура
2.4.1. Установка для измерения пространственных распределений электрических величин
2.4.2. Измерения методом "расщепленного цилиндра Фарадея"
Глава 3. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Облучение кристаллических диэлектриков ускоренными электронами
3.2. Облучение полимеров электронами
3.3. Заряжение радиоактивных образцов
3.4. "Биографическая" электризация ионных
кристаллов
Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА.
АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРИЗАЩИ И РЕЛАКСАЦИИ
4.1. Формирование пространственных распределений электрических величин в процессе облучения
4.2. Кинетика, максимальный уровень и устойчивость объемных электрических величин при радиационной электризации
4.3. Заряжение неорганических кристаллов при электронном облучении
4.4. Заряжение полимеров при электронном облучении
4.5. Заряжение радиоактивных диэлектриков
4.6. "Биографические поля" в щелочногалоидных кристаллах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Одним из характерных свойств твердых диэлектриков является способность образовывать достаточно устойчивые состояния с отличными от нуля величинами электрического поля и поляризации. Наличие в объеме диэлектрика электрического заряда и поля оказывает существенное влияние на его свойства. Было отмечено влияние объемных полей на различные параметры диэлектриков - механические, оптические, магнитные, электрические /5,15,19,23,53,55,169/ а также на ход физико-химических процессов, в том числе в гетерогенных системах /29,59,85,134/. Как при получении такого состояния диэлектрика (иногда его называют электретным /13,160/) искусственным путем, так и при неконтролируемом (спонтанном) его образовании, процесс может осуществляться различными способами. Часто электризация отмечается при механическом воздействии на твердые тела - разрушении /11,52,54,91/, деформации /94,166/. Наиболее распространенный способ контролируемого получения электретов - воздействие на образец внешнего электрического поля совместно с термо- или фотовоздействием.
Большой научный и практический интерес представляет электризация твердых тел при воздействии ионизирующих излучений - образование радиоэлектретов. Начало интенсивных исследований в дан -ной области было положено в 50-х годах. К настоящему времени накоплен значительный экспериментальный материал, создан ряд теоретических моделей явления. Наибольший вклад в развитие данного направления внесен работами Б.Гросса, Дж.Сесслера, Л.Монтейса -за рубежом; в СССР - A.A.Воробьевым и 0.Б.Евдокимовым, А.И.Акишиным, В.В.Громовым и др.

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННОЙ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ
2.1. Исследуемые твердые диэлектрики и методы их электризации
2.1.1. Характеристика материалов; приготовление образцов.
Основным требованием, предъявлявшимся к исследуемым материалам, являлось разнообразие их фундаментальных свойств, что позволяло рассмотреть достаточно широкий спектр эффектов объемной электризации. Также очевидным требованием является достаточная устойчивость электретного состояния в них. Наконец, интересным было исследование материалов, для которых радиационное воздействие существенный элемент их практического использования.
В работе были исследованы следующие диэлектрики:
а - ряд щелочногалоидных кристаллов (ЩГК);
б - монокристаллические кислородсодержащие - А1г0з , Ж&0з(Сг) (рубин) »УзЖгОю “ иттрийалюминиевый гранат (ИАГ) с добавками (Се ,Щ. ,Сг ); стекло "пирекс";
в - органические полимеры - полиметилметакрилат (ПММА), полиэтилен (11Э).
ЩГК известны как основные модельные материалы в радиационной физике твердого тела и обычно рассматриваются как "чистые диэлектрики". Кислородсодержащие кристаллы представляют наиболее распространенный класс диэлектриков - ионно-ковалентные кристаллы. Полимеры относятся к группе некристаллических или частичнокристаллических материалов (сюда же входят и стекла), физика которых отличается значительным своеобразием. Все исследуемые материалы в той или иной степени применяются в практике, в особен-