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石墨模具制品各種特性與輻照劑量的關(guān)系-偉名石墨

核石墨的輻射線輻照損傷與退火

具有175電子伏(eV)以上能量的中子,和石墨模具制品中的碳原子發(fā)生碰撞,碳原子便從正規(guī)的晶體點(diǎn)陣彈跳出去,潛入到晶體層面之間,同時(shí)在原來位置上留下一個(gè)空晶格點(diǎn)。眾所周知,碳原子獲得大約25電子伏的能量,便發(fā)生位移,離開原來晶格點(diǎn)。在緊接核分裂之后,具有2百萬電子伏(MeV)高能量的中子,在4cm的平均行程上連續(xù)同碳原子碰撞,直至達(dá)到175電子伏的能量時(shí),可產(chǎn)生58個(gè)一次移位碳原子。

接受了大能量的移位原子,在能量很高的情況下,其大部分能量因電子激勵(lì)、離子化作用和盧瑟福散射而消失??墒钱?dāng)移位原子的能量降到5000電子伏以下時(shí),則因和其他碳原子發(fā)生彈性碰撞,其能量的大部分都消耗掉,在這個(gè)過程中發(fā)生多起二次位移,移位原子的能量終于降低到不能彈出晶格點(diǎn)的程度,于是在碰撞點(diǎn)產(chǎn)生大量的熱,然后移位原子就停止下來,與2百萬電子伏的中子進(jìn)行碰撞所產(chǎn)生的一個(gè)一次移位碳原子,直到其運(yùn)動(dòng)停止時(shí),可發(fā)生1500個(gè)以上的二次位移。彈出的碳原子的移動(dòng)比較容易,其大部分都潛入到晶體中的空晶格點(diǎn),或者移動(dòng)到晶體的端部并落定下來,還有一部分單獨(dú)地或成集合狀態(tài)(多半是C,分子的集合體)停留在層面之間。以這樣機(jī)理產(chǎn)生的晶格空位,層間侵人原子和原子群是石墨模具制品晶體的主要缺陷,也叫做石墨材料的輻照損傷,這會(huì)引起石墨特性的顯著變化。石墨模具制品各種特性與輻照劑量的關(guān)系。

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