ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Первичные повреждения из "Некоторые проблемы физики радиационных повреждений материалов " Быстрая частица, попадая в твердое тело, вовлекается в непрерывный процесс взаимодействия с его атомами и электронами, передавая им свою энергию. Некоторые атомы среды при этом получают энергию, превышающую их энергию связи в твердом теле, и также приходят в движение, порождая вакансии. Какая-то часть первично выбитых атомов в результате взаимодействия с быстрой частицей получает энергию, достаточную для приведения в движение других вторично выбитых атомов. Возникает каскад движущихся атомов. Все эти движущиеся в твердом теле частицы и атомы в результате взаимодействия со средой постепенно замедляются и останавливаются. Некоторые атомы при этом захватываются ранее образованными вакансиями (этот процесс называется быстрым или кратковременным отжигом), а остальные останавливаются в межузлиях кристаллической решетки. [c.20] В результате прохождения и остановки каскада, образованного сторонней частицей, в твердом теле возникает определенное число вакансий и межузельных атомов (элементарных дефектов), определенным образом распределенных в объеме тела. Такое облако элементарных дефектов можно назвать эмбриональным повреждением. Сторонними частицами, заимствуя терминологию из физики плазмы, будем называть частицы, не находящиеся в равновесии со средой. Применительно к задачам радиационной физики сторонними частицами следует считать проникающие в твердое тело и движущиеся в нем первичные частицы любого вида и приведенные в движение атомы твердого тела. Иными словами, к сторонним частицам будем относить все частицы, энергия которых превышает их характерные пороги смещения в данном твердом теле. [c.20] Структура радиационного повреждения, вызванного большим числом сторонних частиц, зависит от структуры эмбрионального повреждения, плотности потока и распределения по скоростям сторонних частиц и дозы облучения. [c.20] Изменение физических свойств облученного материала обусловлено дальнейшей жизнью облака элементарных дефектов (вакансий и межузлий), составляющего первоначальное радиационное повреждение термической и радиационно-стимулированной диффузиями дефектов, медленным отжигом, кластеризацией и взаимодействием с дислокациями, границами зерен, выделениями новых фаз, примесями выделения и т. д. Характерные времена этих процессов на много порядков превышают характерные времена образования первичных повреждений. [c.21] Таким образом, первичное радиационное повреждение является тем начальным состоянием облученного тела, которым в значительной мере определяется дальнейшее изменение его физических свойств. Поэтому первой задачей, требующей разрешения при подходе к комплексной проблеме предсказания изменений макроскопических характеристик облученных материалов и изыскания возможностей управления ими, является точное описание структуры первичного повреждения. [c.21] В современной физике радиационных повреждений существует два подхода к решению данной задачи. Первый — моделирование каскадов ПБА на ЭВМ. Второй — кинетический подход к описанию уравнений, заключающийся в составлении и решении кинетических уравнений для пространственно-энергетических функций распределения всех сортов частиц, вовлеченных в каскад. Каждый из этих подходов имеет свои достоинства и недостатки. Так, в первом подходе точно учитывается структура твердого тела, однако его возможности снижаются с повышением энергии сторонних частиц, вызывающих каскад. Кроме того, при этом практически неразрешимы такие проблемы, как проблема учета непарности взаимодействия и взаимодействия ПВА с электронами среды. Второй подход содержит возможности более детального учета коррелированных взаимодействий сторонних частиц и ПВА с атомами среды и электронами и не имеет органичений по энергиям. Однако в нем не учитывается кристаллическая структура твердых тел, что сильно снижает его точность при описании конечной стадии каскада, когда энергия большинства ПВА в каскаде становится меньше энергии порядка нескольких килоэлектронвольт. [c.21] Цель данной главы — обсудить принципиальные основы исследования каскадов столкновений, вызываемых различными видами сторонних частиц, и структуры первичных радиационных повреждений оценить пределы применимости основных физических допущений рассмотреть возможные способы сравнения структур радиационных повреждений, образованных сторонними частицами различных видов с различными энергиями. [c.22] Вернуться к основной статье