1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Що таке радіаційне розпухання?

Що таке радіаційне розпухання?

Радіаційне опромінення полягає в тому, що частинки, які є продуктами ядерної реакції (наприклад нейтрони або іони), вилітають з великою швидкістю. Вони летять до тих пір, поки на їх шляху не зустрінеться будь-яка перешкода.

Попадання таких частинок в тверду речовину (зазвичай застосовують слово бомбардування) призводить до його поступового руйнування.

Наприклад, якщо ядерна реакція відбувається в будь-якому посудині, то частинки будуть поступово руйнувати стінки цієї судини.

Зараз розберемося чому.

Швидкий нейтрон (або інша частинка, яка є продуктом ядерної реакції) при зіткненні передає свою кінетичну енергію атомів кристалічної решітки металу, з якого зроблені стінки реактора (наш посудину).

Сподіваюся, всі з Вас знають, що будь-яка речовина складається з атомів, а у твердих тілах всі атоми займають строго певні положення, утворюючи кристалічну решітку?!

В результаті цього починається каскад атомних зсувів, тобто атоми вибиваються зі своїх стійких положень (вузлів кристалічної решітки), як кулі в більярді. У свою чергу ці атоми починають вибивати все нові і нові атоми. Це відбувається поки у них вистачає енергії.

Якщо атом вибивається зі свого становища, то він називається межузельним атомом. А в місці, звідки його вибили, залишається невелика порожнеча – вакансія. У сукупності межузельный атом і вакансія є точковими дефектами кристалічної структури і називаються парою Френкеля, за рахунок дифузії вони можуть переміщатися по кристалічній решітці.

У момент, коли у атомів закінчилася енергія, вони вже вибили все, що можливо, починається друга стадія каскаду атомних зміщень.

Атомам не вигідно перебувати в межузельном положенні, так як при цьому для існування їм доводиться постійно розштовхувати сусідні атоми, а це важко. Їм куди вигідніше з’єднуватися з вакансіями, тобто повертатися у вихідні положення в кристалічній решітці. Цей процес називається рекомбінацією точкових дефектів.

Після закінчення деякого часу, коли каскад “заспокоюється”, незважаючи на те, що більшість межузельных атомів рекомбінують з вакансіями, все ж залишається деяка кількість дефектів (межузельных атомів та вакансій), які встигають “розбігтися” від місця зіткнення і залишаються у вигляді окремих дефектів. Такі дефекти називаються “вижили”.

Після цього вакансії можуть об’єднуватися та утворювати порожнечі побільше, а якщо до них приєднаються ще вакансії від каскадів, які пройшли недалеко від першого, то ці пустоти можуть перетворюватися в пори (великі дірки, прямо як в сирі).

В результаті зростання таких пір будуть погіршуватися властивості даного матеріалу, і він почне швидко руйнуватися.

Цей процес утворення і зростання пір під дією радіаційного опромінення нейтронами і називається радіаційним розпуханням.

Таким чином, розвиток каскаду атомних зміщень складається з трьох стадій: на першій стадії відбувається швидке зростання числа дефектів (межузельных атомів та вакансій), на другій стадії відбувається їх рекомбінація, а на третій стадії залишаються “вижили” дефекти, які далі можуть переміщатися по кристалу, об’єднуватися в більші утворення.

ПОДІЛИТИСЯ: