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俄開發(fā)出具獨特防輻射性能的涂層

2021-01-15 11:11:51
山東交通科技 2021年3期
關(guān)鍵詞:防輻射核工業(yè)電子設(shè)備

俄羅斯托木斯克理工大學(xué)開發(fā)出一種獨特的防輻射納米涂層,它能夠“自我修復(fù)”。它的使用將有助于保護(hù)電子設(shè)備,并大大提高核工業(yè)和航天工業(yè)材料的耐輻射性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《材料》期刊上。

輻射的主要危險是帶電粒子和中子的作用。俄羅斯科研人員通過實驗證實,他們制備的鋯—鈮多層復(fù)合納米涂層能夠獨立“修復(fù)”這些因素造成的缺陷。材料中的輻射缺陷要么是空位,即原子被移出晶格,要么是“卡在”其中的間隙原子。兩種類型的缺陷都會累積,從而導(dǎo)致產(chǎn)品的損壞。用質(zhì)子束長時間照射涂層后,缺陷的濃度要么保持不變,要么因被排列到層的邊界而降低——在那里它們相互抵消。

研究人員確信,涂層的這些特性為提高核工業(yè)和航空航天工業(yè)中各種材料的耐輻射性提供了巨大的空間。通過磁控濺射獲得的復(fù)合材料,其組成是每種材料有五層,厚度約為100 納米。透射顯微鏡和X 射線衍射分析表明,在輻射后,由于質(zhì)子的積累,結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生應(yīng)力。計算和實驗都顯示了鋯原子從最佳位置偏移,形成低電子密度區(qū),在該區(qū)域附近注入的離子積聚,在分析過程中正電子湮滅。

研究人員解釋說,新型防輻射材料不僅可以改善許多核工業(yè)設(shè)施,而且可以有效保護(hù)電子設(shè)備免受輻射的破壞。這種保護(hù)對航天業(yè)具有重要意義,因為宇宙輻射能夠迅速使電子設(shè)備在地球的大氣保護(hù)層之外失效。對輻射前后缺陷結(jié)構(gòu)的實驗分析,采用了一種獨特的高靈敏度方法,即使用能量可控的正電子束對湮沒輻射多普勒譜線展寬進(jìn)行測量。

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