При движении тяжелого атома его столкновения с другими атомами происходят все более часто по мере растрачивания кинетической энергии, и расстояния между столкновениями становятся соизмеримыми с межатомными расстояниями в кристаллической решетке. При столь частых актах взаимодействия трудно говорить о столкновениях, и кажется более приемлемой модель локального расплавления. Относительно строения пика смещения высказывали разные предположения: пик смещения – область высокой плотности вакансий, окруженная плотной оболочкой смещенных атомов, внутренняя часть пика – правильная решетка, образованная в результате кристаллизации расплавленного объема, на периферии отдельные скопления межузельных атомов и вакансий; пик смещения после охлаждения – область с высокой концентрацией вакансий.
В более детальных рассмотрениях учитывали кристаллическую структуру облучаемого вещества. Была высказана гипотеза, что передача энергии в кристалле идет преимущественно вдоль направлений плотной упаковки атомов.
В г.ц.к. решетке такими направлениями являются направления <110>, но при более низких энергиях можно ожидать смещения вдоль других направлений, например <100>. Передача части энергии каскадного смещения от первично выбитых атомов в определенные кристаллографические направления решетки называется явлением фокусировки. При передаче смещений вдоль ряда плотной упаковки атомов могут возникать сгущения атомов – динамические краудионы. При высокой температуре существенное влияние на распределение повреждений в решетке оказывают тепловые колебания атомов. Эти колебания должны приводить к появлению компоненты импульса, перпендикулярной к направлению фокусировки. Эта компонент, может привести к образованию побочного следа из смешанных атомов и вакансий в начале сфокусированного ряда смещений. В этом состоит один из механизмов влияния температуры на число и распределение дефектов. Для решеток, не принадлежащих к плотноупакованным, возможен эффект каналирования, когда выбитый атом движется, не вызывая смещений, вдоль ряда пустот, которые могут быть в веществах преимущественно неметаллического типа.
Кроме одиночных межузельных атомов и вакансий (или пар Френкеля) в облученном материале возможны и более сложны дефекты как в связи с механизмом самого радиационного повреждения, так и в связи с последующим движением и взаимодействием точечных дефектов. После облучения электронами, рентгеновскими и γ-лучами, а также после облучения быстрыми нейтронами вещества, состоящего из легких атомов, возникают одиночные межузельные атомы и вакансии; при достаточно высокой температуре (более 0,3-0,4 ТПЛ) может оказаться значительной подвижность одного из этих типов дефектов (обычно более подвижны межузельные атомы) и происходит образование комплексов (бивакансии, тривакансии, гантели из межузельных атомов и т. д.) и скоплений этих дефектов, или рекомбинация. Образование скоплений происходит по объему кристалла (гомогенно) или на уже имёющихся дефектах решетки (гетерогенное зарождение), на дислокациях, границах и других дефектах. При наличии пиков смещения надо различать гомогенное зарождение скоплений и зарождение внутри пиков смещения.
В компактных г.п.у. и г.ц.к. решетках скопления вакансий и межузельных атомов приводят соответственно к образованию дефектов упаковки вычитания или внедрения и дислокационных петель. Такие петли, а также тетраэдры из дефектов упаковки по плоскостям {111} многие исследователи наблюдали в г.ц.к. металлах с помощью просвечивающего электронного микроскопа.
Рнсунок 144 – Увеличение длины образца l (1) и периода кристаллической решетки Dа (2) при нейтронном облучении молибденовой проволоки
В о.ц.к. металлах подобных характерных дефектов не наблюдали. В некоторых случаях отмечалось образование дефектов типа пор и газовых пузырей.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.