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俄羅斯開發(fā)出能夠“自我修復”的獨特的防輻射納米涂層

2021-06-15 09:53:04 來源：科技日報

俄羅斯托木斯克理工大學開發(fā)出一種獨特的防輻射納米涂層，它能夠“自我修復”。它的使用將有助于保護電子設(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。

輻射的主要危險是帶電粒子和中子的作用。俄羅斯科研人員通過實驗證實，他們制備的鋯—鈮多層復合納米涂層能夠獨立“修復”這些因素造成的缺陷。

托木斯克理工大學核技術(shù)工程學院實驗物理系副教授羅曼·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累積，從而導致產(chǎn)品的損壞。用質(zhì)子束長時間照射涂層后，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)中會產(chǎn)生應力。計算和實驗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，而且可以有效保護電子設(shè)備免受輻射的破壞。這種保護對航天業(yè)具有重要意義，因為宇宙輻射能夠迅速使電子設(shè)備在地球的大氣保護層之外失效。

托木斯克理工大學科研人員說，對輻射前后缺陷結(jié)構(gòu)的實驗分析，采用了一種獨特的高靈敏度方法，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行測量。

標簽：俄羅斯自我修復防輻射納米涂層