Введение к работе
Актуальность темы исследований.
Одной га важнейших задач современной пауки и техники является создание новых материалов с заранее заданными своиствамп и измерение пх физико-химических свойств в условиях радиационного воздействия.
- Особо актуальной является проблема повышения надежности и безопаспости ядерпо-эпергетпческнх установок, которая в сильной степени зависит от используемых конструкционных материалов, устойчиво работающих в гаггенсивных полях нейтронного пзлучепия. Зпанпе фпзико-хгаді-чесхих свойств высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) керамик также вызывает огромный интерес.
Для изучения структурных и радиационных дефектов в твердых телах достаточно широкое распространение получил метод аннигиляции позитронов (метод АЛ).
Целью диссертационной работы является
1 .Разработка спектрометра угловых корреляций апнигиляцпонных у-хвантов с длннпощедевой геометрией, обладающего высоким пространственным разрешением и светосилой и позволяющего проводить эксперименты в широком температурном диапазоне.
2.Изучепие процессов, происходящих при апнпгилянпп позитронов в материалах, содержащих структурные п радпацпоютые дефекты, для выра-5отки требоваппй к методике проведения экспериментов и методам матема-гяческой обработки получаемых результатов.
ЗЛоаученне новых экспериментальных результатов расширяющих збласть применения позитропной диагностики вещества
Основные результаты работы
1.Создан спектрометр угловых корреляций аншігияяппоттьіх т-кван-:ов с длинно-щелевой геометрпей с использоваїшем протяженных цилиид->ических сцинтилляторов, позволивших в 4 раза увелігпггь скорость набора [олезных событий по сравнешпо с детекторами стандартных спектрометров.
2.Разработан температурный «центр» спектрометра дня проведения исследовшшй в температурном диапазоне 80 К - 1150 К.
3.Разработаны методика проведения экспериментов, программы коррекцтш измеряемых спектров и обработки разностных спектров, что позволило повысить точность и надежность получаемых результатов.
4 .Изучена температурная зависимость параметров спектров угловой корреляции шншгиляциошсых -у-квантов в иейтрошюобдучспных ОЦК-переходпых металлах и В ТСП -керамиках.
Научная новизна результатов работы
Впервые разработан и создан спектрометр угловых корреляций агашгиляционных у-квантов с длинно-щелевой геометрией, обладающий высоким пространствешп.ім разрешением и светосилой и позволяющігіі проводить зксперішеїгш в температурпом диапазоне 80 К - 1150 К.
Впервые изучена температурная зависимость параметров спектров угловой корреляции агатглляцлопных гамма-квантов в иейтрошюоблучен-ных ОЦК-переходных металлах. Показано, что содержание примесей оказывает решающее влияние на образование микропор диаметром до 10 А. Высказано предположите о возникновении квазп-позптрониевых состояний в этих микропорах и измерена энергия активации (Еа = 0,071 ± О.ООЗэВ) выхода позіпронов с поверхности'мікропор в нейтроппооблучешкш шюбгаї.
Впервые проведено математическое моделирование и экспериментальное исследование влияния поглощения анниглляциокных гамма-квантов в исследуемом образце на спектры угловых корреляций и предложен алгоритм коррекции возникающих искажений, дозволивший существеїшо увеличить точность получаемых результатов.
Научная и практическая ценность работы.
Создан светосильный спектрометр угловых корреляций ашшпшяци-опных у-квантов, позволяющий проводить изучение структурных и радиационных дефектов в широком температурном диапазоне от 80 К до 1150 К.
Полученцые экспериментальные былп использованы при разработке новых ВТСП-керамик и в усовершенствоватш техпологгаг изготовления тугоплавких металлов для ядерно-энергепгческих установок.
В результате проведенных исследований показано, что решающее влияние на образование млкропор с размерами - 10 А в нейтрошюоблучен-ных ОЦК-переходных тугоплавкпх металлах оказывают примеси.
Проведенное исследование влияния поглощения атшнгиляционпых гаммз-квагггов в образце и предложенный алгоритм коррекщш позволили повысить точность измерения параметров спектров угловой корреляцші, в частности, эперппо Ферми электронов.
При исследовании методом АЛ высокотемпературных сверхпроводящих, керамик в диапазоне температур 80 К ~ 1150 К впервые било показано отсутствие аномальных изменений атпггиляциогасых характеристик спектров угловых корреляций в области сверхпроводящего перехода
Впервые предложен метод Д/>-кривых для обработки зксперівіен-галысых даппых и разработан алгоритм программы, что позволило надежно регистрировать небольшие изменения в спектрах угловой корреляцпп. Продемонстрирована эффективность применения этого метода
На защиту выносятся следующие основные положении:
1.Методика повышения светосилы и пространств «того разрешегася детекторов спектрометра угловых корреляций ашшгплящгонпых у-кваптов.
2.Автоызтизпрованная системы управления спектрометром угловых корреляций аннпгиляционных ^кваптов, работающая в линию с ЭВМ.
3. Алгоритм коррекции искажений спектров угловой коррелящш, юзнтсакяцпх из-за поглощения ащшгшыционпых ^-оаптов в образце.
4.Алгоритм программы математической обработки спектров угловых юрреляций с помощью параметров ЛД)-крпвых.
5.Результаты экспериментального изучения методом АЛ электрон-юй структуры нейтронпооблучепных ОЦК-переходных тугоплавких металах и ВТСП-керамик.
Апробация работы.
Результаты работы докладывались па научных семинарах п конфс регаліях МИФИ, сессиях ОЯФ АН СССР (1982, 1986, 1988 гг), семинара? "Развитие и применение позіггронной диагностики" (г.. Ташкент, 1984г.) "Позтроиная ашшпияция в твердых телах" (г. Киев, 1985г. и 1989г.: г.Обнгаїск, 1991г.); Всесоюзных совещаниях "Автомзптацця исследований! ядерной физике и смежных областях" (г. Алма-Ата, 1978г.; г. Ташкент; 1988г.); XXXII Всесоюзном совещании "Ядерная спектроскопия и структур: зтоі.птго ядра" (г. Киев, 1982г.)-, VI Всесоюзном совещашт "ВзапмодсйстЕШ между дислокациями и зтома.\ві примеси и свойства сплавов", (г. Тула 1985г.); IV Всесоюзном соесщдшін "Раднацнетщые дефекты в: металлах' (г. Алма-Ата, 1986г.); 1-ой и 2-ой Всесоюзних конференциях по ВТСІП (г. Харьков, 1988г.; г. Киев, 1989г;); Международном семинаре по высоко температурной сверхпроводимости (г. Дубна, 1989г.); 8-ой Междупародної конференции по зшшгилящш позитронов (г. Гент, 1988г.):'"'
Публикации.
Материал диссертации основан іга работах, опубдикованпых і период с 1979 по 1994 тг. в совстсаііх, российских и зарубежных журналах матерналхх Международных н Всесоюзных копфсрснцнй, 'семинаров препринтах МИФИ, ФЭИ (г.Обюшск); сборниках научных трудов МИ ФИ отчетах МИФИ, депонированныхв ВНИТЦ и ВИНИТИ. Коліпсство работ ж теме диссертации, опубликоватшх за этот период и использованных і диссертаціпі 24, in которых 16 основных приведены в автореферате. Поділлі список работ содержит более 30 наименований.
Структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключат* к егшею ліггературьі. В когав каждой главы содержатся выводы, основные выводь диссертации приведены в заключении. Материал изложен на 150 страницах включая 10 таблиц и 38 рисунков. Список цитируемой литературы содержи 95 наименований. Полный объем диссертации 156 страниц.
