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俄羅斯開發(fā)出能夠“自我修復(fù)”的獨(dú)特的防輻射納米涂層

2021-06-15 09:53:04 來源：科技日報(bào)

俄羅斯托木斯克理工大學(xué)開發(fā)出一種獨(dú)特的防輻射納米涂層，它能夠“自我修復(fù)”。它的使用將有助于保護(hù)電子設(shè)備，并大大提高核工業(yè)和航天工業(yè)材料的耐輻射性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《材料》期刊上。

輻射的主要危險(xiǎn)是帶電粒子和中子的作用。俄羅斯科研人員通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，他們制備的鋯—鈮多層復(fù)合納米涂層能夠獨(dú)立“修復(fù)”這些因素造成的缺陷。

托木斯克理工大學(xué)核技術(shù)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)物理系副教授羅曼·拉普捷夫解釋道，材料中的輻射缺陷要么是空位，即原子被移出晶格，要么是“卡在”其中的間隙原子。兩種類型的缺陷都會(huì)累積，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的損壞。用質(zhì)子束長時(shí)間照射涂層后，缺陷的濃度要么保持不變，要么因被排列到層的邊界而降低——在那里它們相互抵消。

研究人員確信，涂層的這些特性為提高核工業(yè)和航空航天工業(yè)中各種材料的耐輻射性提供了巨大的空間。通過磁控濺射獲得的復(fù)合材料，其組成是每種材料有五層，厚度約為100納米。透射顯微鏡和X射線衍射分析表明，在輻射后，由于質(zhì)子的積累，結(jié)構(gòu)中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。計(jì)算和實(shí)驗(yàn)都顯示了鋯原子從最佳位置偏移，形成低電子密度區(qū)，在該區(qū)域附近注入的離子積聚，在分析過程中正電子湮滅。

研究人員解釋說，新型防輻射材料不僅可以改善許多核工業(yè)設(shè)施，而且可以有效保護(hù)電子設(shè)備免受輻射的破壞。這種保護(hù)對航天業(yè)具有重要意義，因?yàn)橛钪孑椛淠軌蜓杆偈闺娮釉O(shè)備在地球的大氣保護(hù)層之外失效。

托木斯克理工大學(xué)科研人員說，對輻射前后缺陷結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)分析，采用了一種獨(dú)特的高靈敏度方法，即使用能量可控的正電子束對湮沒輻射多普勒譜線展寬進(jìn)行測量。

標(biāo)簽：俄羅斯自我修復(fù) 防輻射納米涂層