Радиационно-индуцированные процессы в керамических и аморфных широкозонных диэлектриках в условиях мощных радиационных воздействий

• Автор: Деменков, Павел Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 114 с. : ил

Содержание.
Введение

Глава 1. Радиационно-индуцированные изменения структуры нитрида бора

1.1 .Реальная структура нитрида бора (В14)

1.2.Люминесценция нитрида бора

1.3.Радиационно-индуцированная рекристаллизация

пиролитического нитрида бора

1.4.Методика совместного исследования радиационно-индуцированной люминесценции и акустомеханических свойств нитрида бора
1.5.Влияние механической нагрузки на радиационно-индуцированную рекристаллизацию нитрида бора

Выводы к главе

Глава 2. Радиационно-индуцированная оптическая неоднородность в кварцевых стеклах
2.1.Механизмы радиационно-индуцированной неоднородности в стеклах
2.2.Обесцвечивание у-облученных кварцевых стекбл УФ
излучением
2.3.Люминесценция кварцевых стекол при протонном облучении
2.4.Акусто-оптическое исследование КУ-1 • при протонном
облучении
Выводы к главе
Глава 3. Переходные оптические явления в кварцевых волокнах при мощном импульсном реакторном облучении
3.1.Переходные радиационно-индуцированные оптические явления в кварцевых стеклах
3.1.1.Радиационно-индуцированная люминесценция в кварцевых
стеклах
3.1.2.Переходное оптическое поглощение
3.1.3.Постановка задачи
3.2.Свечение и переходное оптическое поглощение кварцевых волокон КУ-1 в процессе мощного импульсного реакторного облучения
3.2.1.Методика измерений переходных оптических явлений
3.2.2.Разделение вкладов радиационно-индуцированного свечения
и поглощения кварцевых волокон

3.3.Наведенное поглощение и свечение кварцевых волокон при
мощном импульсном реакторном облучении
Выводы к главе
Заключение
Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ
Устойчивость функциональных (оптических, электрических,
механических) свойств диэлектриков при облучении является актуальной проблемой при разработке и эксплуатации ядерных энергетических установок, в особенности, их систем диагностики и управления.
Закономерности радиационных изменений свойств и механизмы
радиационной повреждаемости этих материалов, необходимые для определения условий эксплуатации, изучены недостаточно. Это связано с тем, что радиационно-индуцированные процессы в диэлектрических материалах сложны и многообразны и к настоящему времени, отсутствуют общие подходы к описанию радиационно-индуцированных изменений свойств диэлектриков.
Особенность структурных изменений широкозонных диэлектриков в условиях радиационных воздействий заключается в том, что
ионизирующая составляющая облучения оказывает не меньшее, если не большее, влияние, чем повреждающая, связанная со смещениями атомов по ударному механизму, компонента радиационного воздействия. Это связано с тем, что энергия, выделяющаяся при релаксации электронных возбуждений в диэлектриках (порядка ширины запрещенной зоны), превышает энергию активации элементарных активационных процессов (диффузии, дефектообразования, химических реакций). Такие процессы, как радиационный отжиг дефектов структуры, радиационно-индуцированная рекристаллизация в диэлектриках протекают более интенсивно, чем в металлах. Особенно это проявляется в условиях мощных радиационных воздействий. Мощное радиационное облучение определяется как воздействие, при котором мощность поглощенной дозы превышает мощность дозы 103 Гр/с (импульсные ядерные реакторы,

8 МэВ и мощностью дозы 5-103 Гр/с. Измерение РИЛ проводилось на длине волны 400 нм соответствующей максимуму интенсивности РИЛ нитрида бора [29]. Измерения проводились при фиксированных амплитудах относительной деформации в интервале от 10'6 до 2,5-10'4. Для каждого измерения при той или иной амплитуде использовалися новый образец, поскольку после облучения микроструктура и свойства образца менялась необратимо.
На Рис. 1.9 приведены экспериментальные зависимости интенсивности РИЛ, декремента колебаний 8 и модуля Юнга Е, полученные для одного из образцов в процессе облучения. Как видно из рисунка, после начала облучения модуль Юнга и декремент колебаний за первые ~100 с существенно изменяются. Это связано, главным образом, с увеличением температуры образца. Оценки температуры в условиях облучения протонами при энерговкладе ~1 Вт/см2, а также измерения температуры с приклеенными термопарами показали, что температура образца может увеличиваться до 200°С. Однако, и при установившейся температуре, как правило, наблюдается дальнейшее плавное увеличение модуля Юнга и заметное уменьшение декремента акустических колебаний. С увеличением дозы облучения необратимо уменынаеться также и интенсивность РИЛ, согласно [29].
Измерения были проведены при различных амплитудах деформации е: 10"6, 2-10'6, 5-1СГ5, 2,5-10"4. С ростом е, как правило, увеличиваються скорости изменения модуля и декремента. Это наглядно продемонстрировано на Рис. 1.10, на котором представлены относительные изменения Е и 5 с дозой облучения. Начальные значения Е0 и 50 - величины модуля и декремента испытуемого образца в начале облучения. Как видно из рисунка, после начального, в результате