Ikke-destruktive positronstråler sondeskade, understøtte sikkerhedsfremskridt i strålingsmiljøer

Et team af flere institutioner har brugt positronstråler til at undersøge arten af ​​strålingseffekter, giver ny indsigt i, hvordan skader opstår i jernfilm. Denne udforskning kan forbedre sikkerheden af ​​materialer, der anvendes i atomreaktorer og andre strålingsmiljøer.

"Positroner beskadiger ikke materialet, og de kan afsløre defekter, der involverer enkelte atomer i meget små koncentrationer, " sagde Blas Uberuaga, en Los Alamos National Laboratory materialeforsker på projektet. "De er således en af ​​de mest følsomme sonder, vi kan bruge til at analysere strålingsskader, at levere kritiske data om arten af ​​defekterne i materialet og opbygge vores forståelse af strålingseffekter." Positroner, en form for antistof, tilintetgøres, når de kommer i kontakt med elektroner i materialet, give information om den lokale konfiguration af atomer.

Strålingsskader opstår, når højenergipartikler smadrer i materialer, at slå atomer ud af position og skabe defekter i krystallen - enten positionerer der mangler et atom eller et atom imellem, eller mellemliggende annoncer, stillinger. Denne kollisionskaskade er beslægtet med en bowlingkugle, der smækker i bowlingnåle, bortset fra, at kuglen kan være en neutron, og stifterne er atomer. De defekter, der skabes, er i sidste ende ansvarlige for svigt af disse materialer i mange ekstreme miljøer, såsom dem, der er til stede i væggene og forskellige komponenter i atomreaktorer. Dermed, det er væsentligt at forstå, hvordan defekter opstår og opfører sig i materialet i disse miljøer.

Med tynde film af jern som model for stål, holdet brugte ionstråler - atomer accelereret i et laboratorium - for at efterligne den type skade, der kunne skabes i en reaktor.

Disse film indeholdt et stort antal tomrum, eller porer i materialet. Holdet brugte derefter en kombination af positroner og elektronmikroskopi til at se på materialet før og efter ionstråleskaden. Ved at kombinere karakteriseringsteknikker ved at bruge positroner og elektroner, de var i stand til at afhøre både meget små og meget større fejl. Specifikt, de var i stand til at belyse nye mekanismer, hvor de tomrum, der allerede var til stede i materialet, ændrede, hvordan skaden blev produceret under kollisionskaskaderne.