Моделирование воздействия нейтронного облучения. Применяя ионные пучки, которые более доступны по сравнению с нейтронными и не приводят к активации материалов, удается моделировать и изучать процессы, протекающие при нейтронном облучении. В частности, удается исследовать склонность различных веществ к радиационному распуханию, что необходимо для разработки современных реакторных материалов. Метод ионной имплантации позволяет в течение непродолжительного времени получать высокое число радиационных смещений (в расчете на атом вещества), для достижения которого потребовались бы длительные, иногда продолжительностью несколько лет, натурные реакторные испытания.
Заключение
Ионная имплантация, несомненно, может быть отнесена к разряду высоких технологий. Действительно, некоторые современные технологические приемы (и отдельные процессы) могли бы быть использованы, если не в древние, то, во всяком случае, в средние века, при наличии чертежей необходимого для этого оборудования и рецептов его использования на основе потребления тех или иных природных веществ. Метод ионной имплантации, возникший как результат развития ускорительной техники, безусловно, мог быть реализован только на определенном уровне развития цивилизации. Он позволил обеспечить существенный прогресс в различных областях технологии. Учитывая интенсивное развитие научных и технических приложений ионной имплантации, можно предположить, что еще многие необычные применения этого метода будут найдены в будущем.
1. Укажите диапазон энергий ионов, обычно используемых для ионной имплантации (кэВ).
2. Каков типичный диапазон флюенсов применяемых для модификации свойств конструкционных материалов на основе металлов и сплавов (см-2)?
3. Назовите основные каналы (механизмы) потерь энергии при торможении ускоренных ионов в веществе.
4. Какие потери энергии («электронные» или «ядерные») преобладают при торможении тяжелых низкоэнергетических ионов с энергией Е = 5×104 эВ.
5. Какие потери преобладают при торможении тяжелых высокоэнергетических ионов (>108 эВ)?
6. Оцените максимальную температуру в области термического пика для иона Сu с энергией 50 кэВ, имплантируемого в Сu при среднем радиусе пика ~5 нм и атомной плотности ~1023 см-3.
7. Приведите примеры использования ионной имплантации для модификации свойств изделий из полупроводниковых материалов.
8. Для модификации каких свойств металлов и сплавов применяется ионная имплантация?
9. Укажите причины, вызывающие изменение структуры и свойств материалов при их обучении ускоренными ионами.
10. Какие открытия и технические достижения сделали возможным использование ионной имплантации в технологических процессах.
11. Изменяет ли ионно-лучевая модификация размер обрабатываемых изделий и если «да», то оценить на сколько.
12. Почему ионно-лучевую обработку называют суперфинишной?
13. Является ли ионная имплантация экологически чистым процессом? Сравните ее с гальваническим нанесением покрытий. Укажите преимущества.
14. Приведите пример бытовых приборов, содержащих элементы, изготовленные с применением ионной имплантации.
15. Оцените время облучения изделия ионами азота при плотности тока ионного пучка 10 и 100 мкА/см2 для различных значений флюенса 1016, 1017 и 1018 см-2.
16.
Оцените, сколько процентов от
скорости света в вакууме составляет скорость ионов азота 
с энергией 20 и 200 кэВ.
17. Получите оценку давления в области термического пика при имплантации Cu в Cu, если энергия ионов меди составляет 20 кэВ, а средний радиус каскада - 5 нм. Атомную плотность принять равной 1023 см-3.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.