Гамма-резонансная спектроскопия 181Ta и исследование радиационных повреждений в вольфраме и тантале

• Автор: Озерной, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Алма-Ата
• Количество страниц: 151 c. : ил

ПРЕДИСЛОВИЕ

Глава I. ГАММА-РЕЗОНАНСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ И РАДИАЦИОННЫЕ

ЭФФЕКТЫ В МЕТАЛЛАХ

1.1. Введение

1.2. Данные мессбауэровских экспериментов на пучках заряженных частиц и нейтронов

1.3. Взаимодействие радиационных дефектов с резонансными атомами

1.4. Возможности мессбауэровской спектроскопии

в исследованиях локальных изменений внутрикри-сталлических полей

1.4.1. Методические особенности наблюдения резонан161—f—

сного поглощения на уровне 6,2 кэВ в ICL

1.4.2. Изомерный сдвиг

1.4.3. Сверхтонкое расщепление спектров J0L
1.5. Выводы и постановка задачи исследования
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, МЕТОДЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Спектрометрический комплекс
2.1.1. Гамма-резонансный спектрометр и ЭВМ
2.1.2. Лазерный калибратор скорости
2.1.3. Пропорциональный счетчик для регистрации мягкого гамма-излучения
2.2. Универсальная высокотемпературная вакуумная
печь
2.2Л. Устройство ввода высокочастотного индуктора
в вакуумную камеру
2.2.2. Нагреватели
2,3. Источники и поглотители

2.3.1. Приготовление радиоактивных препаратов, содержащих НИ
2.3.2. Технология изготовления источников
2.3.3. Влияние подложки на характеристики источников
2.3.4. Поглотители из металлического тантала
2.3.5. Влияние деформации на ширину линии поглотителя
2.4. Облучение образцов
2.4.1. Расчеты температурных полей в циклотронных мишенях
2.4.2, Устройство для низкотемпературного облучения образцов
2.5. Обработка экспериментальных результатов
2.6. Выводы
Глава 3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОНОВ ВОДОРОДА РАЗЛИЧНЫХ ЭНЕРГИЙ НА
СОСТОЯНИЕ МЕССБАУЭРОВСКИХ АТОМОВ В ВОЛЬФРАМЕ И ТАНТАЛЕ
3.1. Имплантация ионов водорода в вольфрам
3.1.1. Релаксационный характер уишрения резонансной линии
3.1.2. Коэффициент диффузии водорода в вольфраме
3.1.3. Растворимость водорода в вольфраме
3.2. Радиационные эффекты ядерных реакций в металлическом тантале . . . . , ...
3.2.1. Последствия реакции :Та(р,п)Ы
3.2.2. Последствия реакции Та(сІ'2гі) IV
3.3. Комплексы "радиационный дефект - мессбауэровский атом" в облученном протонами тантале
3.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ПРЕДИСЛОВИЕ
В последние годы наблюдается значительный прогресс в понимании закономерностей поведения различных материалов в поле ионизирующих излучений. Влияние облучения сказывается на макроскопических свойствах объектов, таких как твердость, хрупкость, пластичность и др. Однако природа процессов, протекающих в них, носит в конечном счете микроскопический характер.
Среди методов, способных давать непосредственную информацию о параметрах радиационных дефектов, важное место занимает ядерная гамма-резонансная (ЯГР) спектроскопия, основанная на эффекте Мессбауэра. Мессбауэровский атом-зонд сообщает нам сведения о совокупности динамических, электрических и магнитных свойств своего окружения. Структурные искажения кристаллической решетки и связанные с ними изменения электрического и магнитного полей вокруг мессбауэровского атома, возникающие в результате появления радиационных дефектов, адекватно влияют на все параметры резонансного спектра: может измениться интенсивность мессбауэровского поглощения, положение спектра величины сверхтонких расщеплений. В спектрах появляются компоненты, отвечающие новым фазовым или химическим состояниям вещества.
В некоторых случаях возможна вполне однозначная идентификация наблюдаемых явлений. Однако зачастую все эти изменения встречаются одновременно и существенно затрудняют интерпретацию полученных результатов. Более того, чувствительности метода порой оказывается недостаточно, чтобы зарегистрировать появление и проследить за эволюцией образовавшихся радиационных дефектов.
Последнее замечание прежде всего касается чистых металлов, играющих важную роль в современной атомной технике. Благодаря своим физико-химическим и механическим свойствам - высокой тем-

зугат поглотители, имеющие несколько линий с хорошо известными параметрами. 7 метода калибровки с применением стандартных поглотителей есть недостатки, ограничивающие точность измерений. Диапазон скоростей, охватываемый стандартами, не превышает -10 мм»с-^, а предположение о линейном изменении скорости не всегда оправдано. Дискретный характер калибровки может привести к погрешностям при определении скорости на участках между линиями. Кроме того, положение линий в мессбауэровском спектре зависит от геометрии измерения.
От этих недостатков свободны оптические методы калибровки с использованием интерферометров или дифракционных решеток. Авторы /75/ для калибровки скорости спектрометра измеряли частоту "биений", возникающих при наложении прямого и отраженного то движущегося зеркала лучей лазера.
Нами изготовлен упрощенный вариант лазерного калибратора скорости, описанного в /76/. Был использован газовый одномодовый лазер ЛГ-52-3. Датчик калибратора жестко связан с корпусом электродинамического вибратора гамма-резонансного спектрометра. Блок-схема устройства приведена на рис.2.2. Лазерный калибратор скорости состоит собственно из лазера (I), полупрозрачного зеркала (2), плоскость которого расположена под углом 45° к лучу, плоского зеркала (3), укрепленного на штоке вибратора (6) перпендикулярно направлению движения, фотодиода (4) и электронного блока (5), который усиливает и преобразует сигнал с фотодиода.
Отраженные от полупрозрачного зеркала исходный и вторичный, смещенный по частоте за счет эффекта Доплера лучи попадают на фотодиод. В результате интерференции этих двух лучей возникают "биения", частота которых пропорциональна скорости дви-