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俄开发出具独特防辐射性能的涂层

2021-06-15 14:08 阅读次数:

俄罗斯的托木斯克理工大学开发了一种独特的防辐射纳米涂层,可以“自我修复”。它的使用将有助于保护电子设备,大大提高核工业和航空航天工业材料的抗辐射能力。相关研究结果发表在《材料》杂志上。

辐射的主要危险是带电粒子和中子的作用。俄罗斯研究人员通过实验证实,他们制备的锆铌多层复合纳米涂层可以独立“修复”这些因素造成的缺陷。

托木斯克理工大学核技术与工程研究所实验物理系副教授罗曼·拉普捷夫解释说,材料中的辐射缺陷要么空,即原子移出晶格,要么间隙原子“卡”在其中。这两种类型的缺陷都会累积,导致产品损坏。在用质子束长时间照射涂层后,缺陷的浓度要么保持不变,要么降低,因为它们排列在层的边界,在那里它们相互抵消。

研究人员确信,涂层的这些特性为提高核工业和航空航天工业中各种材料的抗辐射能力提供了巨大的空空间。通过磁控溅射获得的复合材料具有五层,每层材料的厚度约为100纳米。透射电镜和x光衍射分析表明,辐照后质子积累会在结构中产生应力。计算和实验都表明,锆原子偏离最佳位置,形成低电子密度区,注入的离子在此聚集,正电子在分析过程中湮灭。

研究人员解释说,新的防辐射材料不仅可以改善许多核工业设施,还可以有效保护电子设备免受辐射损坏。这种防护对航天工业意义重大,因为宇宙辐射可以迅速使地球大气层保护层外的电子设备失效。

托木斯克理工大学的研究人员说,辐射前后缺陷结构的实验分析采用了一种独特的、高度灵敏的方法,即利用能量可控的正电子束来测量湮没辐射的多普勒谱线展宽。