Введение к работе
Актуальность работы.
Актуальность исследования воздействия проникающей радиации на высокотемпературные сверхпроводники вытекает иэ требовапий, предъявляемых к данным материалам с точки зрения их практического применения. Предполагается, что они будут использоваться в магнитных системах термоядерных реакторов, электронных ускорителей, в электронных системах космических станций и др.. В процессе функционирования высокотемпературные сверхпроводящие устройства будут подвергаться воздействию быстрых нейтронов, жесткого гамма-излучения и различных заряженных частиц (электроны, протоны и тд,), обладающих высокой энергией. Это требует изучения скоростей деградации высокотемпературных сверхпроводников под действием радиации.
Кроме того, радиация может быть использована как средство существенного улучшения параметров высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Ярким примером этого является существенное увеличение плотности критического тока в материалах, облученных нейтронами.
С точки зрения фундаментальных знаний, изучение свойств облученных высокотемпературных сверхпроводников даст нам информацию о дефектах, которые, являются одним из факторов, определяющих высокие критические температуры в сложных оксидах меди.
Все это привело к тому, что исследования воздействия радиации на ВТСП начались практически с момента открытия данного класса материалов.
Однако, из-за сложности кристаллической структуры, высокой физико-химической активности и влияния собственного разупорядочения данные по воздействию радиации на ВТСП сильно зависят как от условий облучения, так и от степени исходного совершенства материалов. Это приводит к необходимости систематических исследований основных факторов, влияющих на процессы радиационного дефектообразовапия.
Цель и задачи исследования.
Целью настоящей работы является исследование основных факторов (условия облучешія, исходное совершенство материала ), вдняюших на изменения
критических параметров ВТСП при облучении быстрыми электронами (Е = 4 МэВ) и гамма-квантами Со-60.
Для выполнения поставленной пели потребовалось провести следующие исследования:
-
Изучить поведение керамических ВТСП при облучении в различных атмосферах и при различных температурах.
-
Исследовать влияние примесных фаз и допирования на поведение ВТСП-материалов при облучении.
3. Определить, какие элементы микроструктуры ВТСП-материалов играют ре
шающую роль в процессах радиационного повреждения.
Связь работы с крупными научными программами.
Работа выполнялась в Институте физики твердого тела и полупроводников НАНБ по планам НИР "Сверхпроводимость-13" и проекта Фонда фундаментальных исследований РБ Ф42-132.
Научная новизна полученных результатов.
В процессе выполнения работы были получены результаты, обладающие научной новизной, которая заключается в следующем:
1. Установлено, что деградация транспортного критического тока в ВТСП-
материалах Bi(Pb)2223 и Y123, вызываемая гамма-облучением, проявляется при
количестве смещений в материале на 2 порядка меньшем, чем при электронном
облучении, что обусловлено влиянием раднациошю-стимулированных процессов
в поле гамма-излучения.
-
Показано, что при облучении гамма-квантами Со-60 керамических материалов Y123 в вакууме и кислороде деградация критического тока замедляется по сравнению с облучением на воздухе.
-
Установлено, что при дополнительной термообработке Bi(Pb)2223 и Y123 материалов ускорение деградационных процессов при последующем облучении связано с образованней тетрафазы в Y123 и 2212-фазы в Bi(Pb)2223.
4. При допировании иттрием и оловом керамических ВТСП Bi(Pb)2223 де
градация критических параметров при гамма-облучении определяется изменения
ми микроструктуры этих соединений.
5. Показано, что вид зависимостей критического тока от внешнего магнитного поля ВТСП-материалов Y123 и Bi(Pb)2223 остается практически постоянным до доз порядка 1018 кв./см2 при облучении гамма-квантами Со-60.
Практическая значимость.
Определены пределы радиационной стойкости ВТСП Y123 и Bi(Pb)2223 в зависимости от условий облучения и исходного совершенства таких соединений.
Полученные данные могут служить основой для создания ВТСП-материалов, обладающих повышенной устойчивостью к облучению.
