Сәулелендірілген Zr радиациялық ықпалдандырылған құрылымдық-фазалық түрленулерді мессбауэрлік спектроскопия әдісімен зерттеу
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2022.v82.i3.07Кілттік сөздер:
конструкциялық материалдар, цирконий, сәулелендіру, Мессбауэр эффектісі, интерметаллидтерАннотация
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.
Библиографиялық сілтемелер
2 M. Messner, V. Phan and T. Sham, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 178, 103997 (2019).
3 O. Muránsky, C. Yang, H. Zhu, I. Karatchevtseva, P. Sláma, Z. Nový, and L. Edwards, Corrosion Science, 159, 108087 (2019).
4 O. Ustinov, A. Kashcheev, V. Shadrin, Y. Tuchkova, I. Semenov, G. Lesina and S. Anikin Atomic Energy, 125, 244–249 (2019).
5 N. Patel, V. Pavlík, B. Kubíková, M. Nosko, V. Danielik and M. Boča, Corrosion Engineering, Science and Technology, 54 (1), 46-53 (2019).
6 T. Singh, J.S. Dureja, M. Dogra and M.S. Bhatti, International Journal of Automotive and Mechanical Engineering, 15 (4), 5837-5862 (2018).
7 R.A. Mahdavinejad and S. Saeedy, Indian Academy of Sciences, 36 (6), 963-970 (2011).
8 F.B. Waanders, S.W. Vorster and A., Scriptamaterialia, 42 (10), 997-1000 (2000).
9 G. Marest, C. Donnet and J.A. Sawicki, Hyperfine Interactions, 56 (1), 1605-1611 (1990).
10 V.G. Kirichenko and O.A. Usatova, Problems of Atomic Science and Technology, 111 (5), 35-39 (2017).
11 S.V. Rogozhkin, A.A. Bogachev, A.A. Nikitin, A.L. Vasiliev, M.Y. Presnyakov, M. Tomut and C. Trautmann, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 486, 1-10 (2021).
12 S.V. Rogozhkin, A.A. Khomich, A.A. Bogachev, A.A. Nikitin, V.V. Khoroshilov, T.V. Kulevoy, P.A. Fedin, K.E. Pryanishnikov, A.A. Lukyanchuk, O.A. Raznitsyn, A.S. Shutov, A.G. Zaluzhnyi, A.L. Vasiliev and M.Yu. Presniakov, Physics of Atomic Nuclei, 83 (11), 1519-1528 (2020).
13 R. Idczak, R. Konieczny and J. Chojcan, Physica B: Condensed Matter, 407 (2), 235-239 (2012).
14 В.В. Сагарадзе, В.А. Шабашов, А.В. Литвинов, В.М. Колосков и В.Д. Пархоменко, ФММ, 109 (5), 511-519 (2010).
15 К.К. Kadyrzhanov, М.F. Vereshchak, I.А. Manakova, А.N. Ozernoy and V.S. Rusakov, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 74 (8), 1078-1085 (2013).
16 V.A. Andrianov, K.A. Bedelbekova, A.N. Ozernoy, M.F. Vereshchak and I.A. Manakova, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 475, 71-76 (2020).
17 V.A. Andrianov, K.A. Bedelbekova, A.N. Ozernoy, M.F. Vereshchak, I.A. Manakova and A.S. Dektereva, Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 14 (2), 371–375 (2020).
18 M.E. Matsnev and V.S. Rusakov, AIP Conf. Proceedings, 1489, 178-185 (2012).
19 A.N. Ozernoy, M.F. Vereshchak, I.A Manakova, K.K. Kadyrzhanov and V.S. Rusakov, The Physics of Metals and Metallography, 115. (8), 765-774 (2014).
