Сәулелендірілген Zr радиациялық ықпалдандырылған құрылымдық-фазалық түрленулерді мессбауэрлік спектроскопия әдісімен зерттеу

Аңдатпа

Мақалада энергиясы 1 МэВ, нысанадағы шоқ тогы ~100 нА, дозасы 5х10¹⁶ ион/см² цирконийдің құрылымдық-фазалық күйіне жоғары энергиялы бірзарядты ⁵⁷Fe иондарының ықпалын зерттеу қарастырылған.

Өткізу геометриясындағы мессбауэрлік спектроскопия (МС), конверсиялық электрондық мессбауэрлық спектрскопия (КЭМС) және растрлық электронды микроскопия (РЭМ) әдістерімен цирконийдің құрылымдық-фазалық күйіне жоғары энергиялы бірзарядты ⁵⁷Fe иондарының ықпалын зерттеу жұмыстары жүргізілді. Цирконийдегі ⁵⁷Fe иондарының проективті жүгіру жолының ұзындықтары анықталды, сәулелендіруге ұшыраған нысана атомдарының саны есептелді, сондай-ақ осы иондар ықпалынан болған ығысулардың саны бағаланды. Зарядталған бөлшектердің үдеткішіндегі үлгілерді зонд Мессбауэр атомдарымен сәулелендіру арқылы цирконий материалдарының радиациялық зақымдалуын модельдеу осы атомдардың реакторға жақын жағдайларда сәулеленген үлгілердің құрылымдық-фазалық күйіне әсер ету аймағынан ядролық-физикалық деректерді алу үшін жүргізілді. Осы материалдардағы имплантанттың электронды жағдайы бағаланды. Беткі қабаттағы имплантацияланған атомдардың концентрациясы және үлгілердің көлемі есептелді.

Атап айтқанда, цирконийдегі ⁵⁷Fe иондарының проекциялық диапазоны 497 нм, ығысқан атомдардың жалпы саны 3.4х10²⁰, атомға шаққандағы (ашы) ығысу саны 159 болатыны көрсетілді. Fe-дің Zr-де ерігіштігі 0.03%-ды құрайды. Бірақ цирконийді ⁵⁷Fe иондарымен сәулелендіру кезінде термиялық рекомбинациядан туындаған ығысу каскады ішіндегі вакансиялар мен интерстициалды атомдардың термиялық рекомбинациялануы нәтижесінде Zr₃Fe, ZrFe₂ аралық металл қосылыстары және Zr (Fe) қатты ерітіндісі түзіледі.