1. В безразмерных координатах:
- на одном графике построить серию зависимостей Р (r) для всех моментов времени. На каждом графике указать точку, соответствующую давлению фронта ударной волны;
- построить график зависимости давления на фронте ударной волны от времени. По пересечению графика с прямой Р = 1/2p определить точный момент прекращения каскадного процесса t ок;
- построить график зависимости перемещенной массы от времени. Определить величину массы, перемещенной на момент времени t ок;
- построить график зависимости положения фронта ударной волны R sh от времени. Графическим дифференцированием определить скорость ударной волны С sh для 5-6 моментов времени.
2. В размерных координатах:
- построить график функции r (r) при t = t ок. Определить общий размер (радиус) каскадной области повреждения и радиус обедненной зоны;
- построить график зависимости скорости ударной волны C sh от
времени. Нанести на график значение гидродинамической скорости
звука в материале С 0=(B / r 0)1/2
|
|
Расчет параметров каскада
Поделив величину перемещенной массы D m на m а, определить общее количество выбитых атомов (каскадную функцию n(E)). Сравнить полученное значение с величиной, полученной по модели Кинчина-Пиза, и определить каскадную эффективность x. Рассчитать среднюю атомную концентрацию пар Френкеля по объему каскадной области и среднюю концентрацию вакансий в обедненной зоне.
Таблица 1
Основные характеристики облучаемых материалов
Элемент | Cu | Nb | Mo | Ag | Ta | W | Pt | Au | Pb | U |
Атомный номер, Z | ||||||||||
Атомная масса, а.е.м.* | 6.5 | 92.9 | 95.9 | |||||||
r, г/см3 | 8,93 | 8,58 | 10,2 | 10,5 | 16,7 | 19,3 | 21,5 | 19,3 | 11,3 | 19,1 |
В, ГПа | 98,7 | |||||||||
E d, эВ |
* – 1а.е.м. = 1,66·10–27 кг; 1 эВ=1,602·10–19 Дж
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
При сдаче отчета по лабораторной работе, кроме знания основных характеристик каскадного процесса (определений, расчетных формул, связи между ними), необходимо быть готовым к ответу на следующие типичные вопросы.
1. Какая доля энергии ПВА идет на образование радиационных дефектов, а какая на радиационный нагрев?
2. Как различаются каскадная эффективность и структура каскадной области повреждения для разреженных и плотных каскадов?
3. Как интерпретировать график r (r) на языке радиационных дефектов? В каком случае можно говорить об образовании сложных вакансионных комплексов, а в каких об образовании вакансионных пор?
4. В каком состоянии находятся в каскаде междоузельные атомы?
5. Как изменится характер радиационного повреждения (график r (r)) при изменении:
|
|
- энергии ПВА?
- заряда (массы) атомов материала?
- модуля всестороннего сжатия материала?
ЛИТЕРАТУРА
1. В.П. Жуков. Каскады атомных столкновений в металлах. М.: МИФИ. 1990. – 68 с.