عنوان مقاله :
بررسي اثرات تخريبي تابش يون‌هاي هليوم و آرگون توليد شده در دستگاه پلاسماي كانوني بر روي تنگستن
عنوان به زبان ديگر :
Damage studies on irradiated tungsten by helium and argon ions in a plasma focus device
پديد آورندگان :
سيدحبشي، ميرمحمدرضا سازمان انرژي اتمي ايران، تهران، ايران - پژوهشگاه علوم و فنون هسته اي - پژوهشكده پلاسما و گداخت هسته اي , شيراني بيدآبادي، بابك دانشگاه اصفهان، اصفهان، ايران - دانشكده فيزيك - گروه مهندسي هسته اي , اميرحمزه تفرشي، محمد سازمان انرژي اتمي ايران، تهران، ايران - پژوهشگاه علوم و فنون هسته اي - پژوهشكده پلاسما و گداخت هسته اي , صديقي، فريدالدين سازمان انرژي اتمي ايران، تهران، ايران - پژوهشگاه علوم و فنون هسته اي - پژوهشكده پلاسما و گداخت هسته اي , نصيري، علي سازمان انرژي اتمي ايران، تهران، ايران - پژوهشگاه علوم و فنون هسته اي - پژوهشكده پلاسما و گداخت هسته اي
كليدواژه :
مواد مجاور با پلاسما , پلاسماي كانوني , باريكه يوني , آسيب تابشي , كد SRIM
چكيده فارسي :
در اين تحقيق اثرات تخريبي يون‌هاي پرانرژي هليوم و آرگون توليد شده در دستگاه پلاسماي كانوني كم‌انرژي نوع مدر بر روي سطح تنگستن مورد بررسي قرار گرفت. نمونه‌هاي تنگستن در 20 پالس دستگاه پلاسماي كانوني به‌طور جداگانه با يون‌هاي آرگون و هليوم مورد تابش قرار گرفتند. سطح نمونه‌هاي خام و تابش‌دهي شده تنگستن با ميكروسكوپ الكتروني آناليز شد. ميكروگراف‌هاي SEM نشان مي‌دهد كه تاول‌هاي متراكم با اندازه تقريبي چند صد نانومتر در سطح تنگستن در اثر تابش يون‌هاي هليوم ايجاد شده‌اند ولي در نمونه‌هاي تابش‌دهي شده با يون‌هاي پر انرژي آرگون ترك‌هاي منظم ديده مي‌شود كه در سطح تنگستن گسترش يافته‌اند. از آناليز پراش اشعه ايكس براي بررسي تغييرات بلوري ايجاد شده در تنگستن ناشي از تابش استفاده شد. تابش يون‌هاي پر انرژي هيدروژن و آرگون باعث به‌وجود آمدن تغييراتي در مكان قله‌ها، شدت قله‌ها، پهناي پيك در نصف ارتفاع بيشينه (FWHM) و فاصله صفحات تنگستن شده، كه نشان مي دهد تابش يون‌هاي پر انرژي توليد شده در دستگاه پلاسماي كانوني ساختار بلوري تنگستن را نيز تحت تأثير قرار داده است. با استفاده از كد لي [1] مشخصات باريكه يوني هليوم و آرگون حاصل از دستگاه پلاسماي كانوني تعيين شد و با استفاده از كد SRIM [2] مقدار shot/Dpa و پروفايل تـراكم يـون‌هاي هليـوم و آرگـون در عمـق‌هاي مختلف تنگستن محاسـبه شـد. نتـايج كد لي نشـان مي‌دهد كه در هر شـات به‌تـرتيب ion/cm2 1014 × 9/7 و ion/cm2 1014 × 25/0 يون هليوم و آرگون توليد مي‌شود. نتايج كد SRIM نشان مي‌دهد كه بيشترين تخريب ايجاد شده در تنگستن ناشي از يون‌هاي آرگون و هليوم به‌ترتيب در عمق‌هاي 7 و 30 نانومتري و به اندازه dpa/shot 1/7 و 0/17 مي‌باشد. هم‌چنين بيشترين تراكم يون‌هاي آرگون و هليوم به‌ترتيب در عمق‌هاي 20 و 40 نانومتري رخ مي‌دهد
چكيده لاتين :
Damage of tungsten due to helium and argon ions of a PF device was studied. Tungsten samples were irradiated by 20 shots of the plasma focus device with argon and helium as working gases, separately. The tungsten surface was analyzed by SEM, before and after irradiation. SEM revealed dense blisters with diameters of a few hundred nanometers, on the samples which were irradiated by helium ions, while on the samples irradiated by argon, cracks were developed on the surface. XRD analysis was used for crystallography of tungsten, before and after irradiation. Irradiation by helium and argon affects peak location, peak intensity, FWHM, and spacing of planes, which shows that the crystalline structure of tungsten is affected by irradiation.Characteristics of ion beam of the plasma focus device were calculated by the Lee code. The depth profiles of dpa/shot and ion concentration were calculated using the SRIM code. Using the Lee code, the average fluencies of helium and argon ion beams of the PF device were calculated about 7.9×1014 cm-2 and 0.25×1014 cm2 per shot, respectively. SRIM revealed that the maximum DPA was about 1.7 and 0.17 and occur in the depth of 7 nm and 30 nm for argon and helium, respectively. Also, the maximum concentration occurs in the depth of 20 nm and 40 nm for argon and helium, respectively.
عنوان نشريه :
سنجش و ايمني پرتو
