نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

• میر محمد رضا سید حبشی

پژوهشگاه علوم وفنون هسته ای سازمان انرژی اتمی ایران، پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای

چکیده

در این تحقیق اثرات تخریب پروتونهای پر‌انرژی تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی بر روی مورفولوژی سطحی و همچنین پارامترهای ساختاری تنگستن و مولیبدن مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های تنگستن و مولیبدن که در فاصله 6 سانتیمتری از سر آند قرار داده شدند در 20 تخلیه با یون‌های هیدروژن مورد تابش قرار گرفتند. نمونه ها قبل و بعد از تابش دهی با میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد که تابش پروتون‌های پرانرژی بر سطح تنگستن و مولیبدن باعث به وجود آمدن تاول، ترک و ذوب شدگی در سطح نمونه‌ها شده است. ازکد لی به منظور مشخصه یابی باریکه یونی دستگاه پلاسمای کانونی استفاده شد. نتایج کد لی نشان می دهد که در هر تخلیه تعداد 1014× 9/7 یون از ستون پلاسما ساطع می شود. از کد SRIM برای محاسبه تخریب ایجاد شده درتنگستن و مولیبدن و تراکم هیدروژن در عمق‌های مختلف تنگستن و مولیبدن استفاده شد. بر اساس نتایج کد SRIM بیشینه مقدار dpa/shot برای نمونه‌های تنگستن و مولیبدن تابش داده شده با یون‌های هیدروژن به ترتیب در عمق‌های 150و250 نانومتر و برابر با 025/0 و 014/0 برآورد شد. بیشینه تراکم یون‌های هیدروژن در نمونه تابش داده شده تنگستن ومولیبدن در عمق‌های 150، 250 نانومتر به ترتیب 4/0 و 035/0 درصد می باشد.

کلیدواژه‌ها

• "؛ دستگاه پلاسمای کانونی"؛ مواد مجاور با پلاسما"؛ تنگستن"؛ مولیبدن"؛
• "؛ اثرات تخریبی"

موضوعات

• فیزیک پلاسما و فناوری فیوژن

عنوان مقاله [English]

Comparison of the effect of high-energy proton pulse radiation produced in a plasma focus device on hard metals

نویسنده [English]

• mir mohammad reza seyedhabashi

Plasma Physics and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI), Atomic Energy Organisation of Iran (AEOI), P.O. Box: 14399-51113, Tehran, Iran

چکیده [English]

In this research, the effects of high-energy proton bombardment produced by the plasma focus device on the surface morphology and structural parameters of tungsten and molybdenum were investigated. Tungsten and molybdenum samples, placed at a distance of 6 cm from the anode head, were irradiated with hydrogen ions in 20 discharges. The samples were examined before and after irradiation using a scanning electron microscope (SEM). The SEM results revealed the formation of blisters, cracks, and surface melting on both tungsten and molybdenum samples due to the high-energy proton irradiation. To characterize the ion beam of the plasma focus device, Lee's code was employed. The results from Lee's code indicated that approximately 7.9 × 1014 ions are emitted from the plasma column in each discharge. Additionally, the SRIM code was utilized to calculate the damage created in tungsten and molybdenum, as well as the hydrogen density at various depths within the materials. According to the SRIM code results, the maximum value of displacements per atom (dpa) per shot for tungsten and molybdenum samples irradiated with hydrogen ions was estimated to be 0.025 and 0.014, respectively, at depths of 150 nm and 250 nm. Moreover, the maximum concentration of hydrogen ions in the irradiated samples of tungsten and molybdenum at depths of 150 nm and 250 nm was found to be 0.4% and 0.035%, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

• plasma focus device
• plasma facing material
• tungsten
• molybdenum
• radiation damage