بررسی اثرات تخریبی تابش یون‌های هلیوم و آرگون تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی بر روی تنگستن

نویسندگان

1 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران

2 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران

3 گروه مهندسی هسته ای، دانشکده فیزیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان

4 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران

5 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران

doi
10.22052/8.5.1
چکیده

در این تحقیق اثرات تخریبی یون‌های پرانرژی هلیوم و آرگون تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی کم‌انرژی نوع مدر بر روی سطح تنگستن مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌های تنگستن در 20 پالس دستگاه پلاسمای کانونی به‌طور جداگانه با یون‌های آرگون و هلیوم مورد تابش قرار گرفتند. سطح نمونه‌های خام و تابش‌دهی شده تنگستن با میکروسکوپ الکترونی آنالیز شد. میکروگراف‌های SEM نشان می‌دهد که تاول‌های متراکم با اندازه تقریبی چند صد نانومتر در سطح تنگستن در اثر تابش یون‌های هلیوم ایجاد شده‌اند ولی در نمونه‌های تابش‌دهی شده با یون‌های پر انرژی آرگون ترک‌های منظم دیده می‌شود که در سطح تنگستن گسترش یافته‌اند. از آنالیز پراش اشعه ایکس برای بررسی تغییرات بلوری ایجاد شده در تنگستن ناشی از تابش استفاده شد. تابش یون‌های پر انرژی هیدروژن و آرگون باعث به‌وجود آمدن تغییراتی در مکان قله‌ها، شدت قله‌ها، پهنای پیک در نصف ارتفاع بیشینه (FWHM) و فاصله صفحات تنگستن شده، که نشان می دهد تابش یون‌های پر انرژی تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی ساختار بلوری تنگستن را نیز تحت تأثیر قرار داده است. با استفاده از کد لی [1] مشخصات باریکه یونی هلیوم و آرگون حاصل از دستگاه پلاسمای کانونی تعیین شد و با استفاده از کد SRIM [2] مقدار shot/Dpa و پروفایل تـراکم یـون‌های هلیـوم و آرگـون در عمـق‌های مختلف تنگستن محاسـبه شـد. نتـایج کد لی نشـان می‌دهد که در هر شـات به‌تـرتیب ion/cm2 1014 × 9/7 و ion/cm2 1014 × 25/0 یون هلیوم و آرگون تولید می‌شود. نتایج کد SRIM نشان می‌دهد که بیشترین تخریب ایجاد شده در تنگستن ناشی از یون‌های آرگون و هلیوم به‌ترتیب در عمق‌های 7 و 30 نانومتری و به اندازه dpa/shot 7/1 و 17/0 می‌باشد. هم‌چنین بیشترین تراکم یون‌های آرگون و هلیوم به‌ترتیب در عمق‌های 20 و 40 نانومتری رخ می‌دهد.