Logo BSU

Please use this identifier to cite or link to this item: https://elib.bsu.by/handle/123456789/271090
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.authorПименов, В. Н.
dc.contributor.authorБоровицкая, И. В.
dc.contributor.authorДемин, А. С.
dc.contributor.authorЕпифанов, Н. А.
dc.contributor.authorЛатышев, С. В.
dc.contributor.authorМасляев, С. А.
dc.contributor.authorМорозов, Е. В.
dc.contributor.authorСасиновская, И. П.
dc.contributor.authorБондаренко, Г. Г.
dc.contributor.authorГайдар, А. И.
dc.date.accessioned2021-10-28T08:18:55Z-
dc.date.available2021-10-28T08:18:55Z-
dc.date.issued2021
dc.identifier.citationВзаимодействие излучений с твердым телом : материалы 14-й Междунар. конф., посвящ. 100-летию Белорус. гос. ун-та, Минск, Беларусь, 21-24 сент. 2021 г. / Белорус. гос. ун-т ; редкол.: В. В. Углов (гл. ред.) [и др.]. – Минск : БГУ, 2021. – С. 206-209.
dc.identifier.issn2663-9939 (Print)
dc.identifier.issn2706-9060 (Online)
dc.identifier.urihttps://elib.bsu.by/handle/123456789/271090-
dc.descriptionСекция 2. Радиационные эффекты в твердом теле = Section 2. Radiation Effects in Solids
dc.description.abstractПредставлены результаты исследования состояния поверхностного слоя ниобия после воздействия импульсных потоков ионов гелия (ИГ) и гелиевой плазмы (ГП) в установке Плазменный фокус (ПФ). Плотность мощности потоков ИГ составляла qi ~ 10 8 Вт/см 2 , длительность импульсов τi ≈ 30 – 50 нс; для потоков ГП эти параметры равны qp ~ 10 7 Вт/см 2 и τp ≈ 100 нс. При воздействии указанных потоков энергии происходила эрозия материала ионно-атомным механизмом испарения. В центральной части зоны облучения под действием наиболее высокоэнергичных потоков ИГ и ГП этот процесс протекал несколько более интенсивно. Толщина слоя, испаряемого за один импульсный разряд, составляла ~ 0.1 мкм и была примерно такая же, как у вольфрама при воздействии на него ионов дейтерия и дейтериевой плазмы в близких условиях облучения. После импульсного воздействия на образцы Nb радиационных потоков наблюдается, помимо эрозии, плавление поверхностного слоя с образованием волнообразного рельефа поверхности, содержащей газонаполненные блистеры, а также блистеры с разрушенными оболочками. Происхождение блистеров связано с формированием комплексов на основе соединения имплантированного гелия с вакансиями и атомами примесей внедрения (C, O, N и др.) и последующим их ростом и коагуляцией в жидкой фазе, которая возникала при расплавлении поверхностного слоя Nb падающими импульсными потоками энергии. Во многих участках облученного поверхностного слоя наблюдаются микротрещины, образованные под действием термических напряжений, развивающихся на стадии охлаждения и кристаллизации жидкой фазы. Часть микротрещин находится в зоне расположения блистеров, другая часть совпадает с линиями скольжения материала, возникающими под действием высокоскоростной пластической деформации. Сетка таких микротрещин создает на поверхности Nb блочную структуру. В облученном поверхностном слое ниобия обнаружены зоны столбчатых кристаллов и ячеистая микроструктура поверхности, в которой размер ячеек составляет 100-200 нм. Численным моделированием показано, что в указанных зонах затвердевание расплава протекало посредством направленной кристаллизации с высокой скоростью, которая вблизи облученной поверхности достигала ~35 м/с
dc.description.sponsorshipРабота выполнена по государственному заданию № 075-00328-21-00 и поддержана Международным Агентством по Атомной Энергии (грант IAEA CRP №23664)
dc.language.isoru
dc.publisherМинск : БГУ
dc.subjectЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика
dc.titleЭволюция состояния поверхностного слоя ниобия при воздействии импульсных пучково-плазменных потоков
dc.title.alternativeEvolution of the state of the surface layer of niobium under impact of pulse beam-plasma flows / V.N. Pimenov, I.V. Borovitskaya, A.S. Demin, N.A. Epifanov, S.V. Latyshev, S.A. Maslyaev, E.V. Morozov, I.P. Sasinovskaya, G.G. Bondarenko, A.I. Gaidar
dc.typeconference paper
dc.description.alternativeThe results of studying the state of the surface layer of niobium after exposure to pulsed fluxes of helium ions (HI) and helium plasma (HP) in the Plasma Focus (PF) setup are presented. The power density of the HI fluxes was qi ~ 10 8 W/cm2 , the pulse duration was τi ≈ 30 - 50 ns; for HP fluxes these parameters are qp ~ 10 7 W/cm2 and τp ≈ 100 ns. Under the influence of these energy flows, the material was eroded by the ion-atomic mechanism of evaporation. In the central part of the irradiation zone, under the influence of the most high-energy flows of HI and HP, this process proceeded somewhat more intensively. The thickness of the layer evaporated in one pulse discharge was ~ 0.1 μm and was approximately the same as that of tungsten when exposed to deuterium ions and deuterium plasma under similar irradiation conditions. After the pulsed action of radiation fluxes on Nb, in addition to erosion, the melting of the surface layer with the formation of a wave-like surface relief containing gas-filled blisters, as well as blisters with destroyed shells, is observed. The origin of blisters is associated with the formation of complexes based on the combination of implanted helium ions with vacancies and atoms of interstitial impurities (C, O, N, etc.) and their subsequent growth and coagulation in the liquid phase during the melting of the surface layer of Nb by pulsed energy flows. In many areas of the irradiated surface layer, microcracks formed under the action of thermal stresses developing at the stage of crystallization of the liquid phase are observed. Part of the micro-cracks is located in the area of the blisters, the other part coincides with the sliding lines of the material that arise under the action of high-speed plastic deformation. A network of such microcracks creates a block structure on the Nb surface. In the irradiated surface layer of niobium, zones of columnar crystals and a cellular micro-structure of the surface are found, in which the average cell size is ~ 100 nm. Numerical modeling shows that in the indicated zones, the solidification of the melt proceeded through directional crystallization at a high speed, which reached ~ 35 m/s near the irradiated surface
Appears in Collections:2021. Взаимодействие излучений с твердым телом

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
206-209.pdf406,86 kBAdobe PDFView/Open
Show simple item record Google Scholar



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.