Новости

10 июня, 2021 11:41

Ученые ТПУ разрабатывают покрытие против радиации, обладающее эффектом самовосстановления

Источник: РИА Новости
Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разрабатывают уникальное нанопокрытие для защиты от радиации, способное к "самолечению". Оно поможет защитить электронику и серьезно повысить радиационную стойкость различных материалов в атомной и космической отрасли, рассказали авторы. Результаты опубликованы в журнале Metals.
В лаборатории экспериментальной физики ИЯТШ ТПУ. Источник: пресс-служба ТПУ

Новые радиационно-стойкие материалы, как объяснили специалисты, позволят не только усовершенствовать многие объекты ядерной промышленности, но и эффективно защитить электронику от разрушения радиацией. Особенно актуальна такая защита для космонавтики — космическая радиация способна быстро вывести из строя электронику вне защиты земной атмосферы.

Главная опасность радиации — воздействие заряженных частиц и нейтронов. Ученые ТПУ экспериментально подтвердили, что создаваемое ими многослойное композитное нанопокрытие из циркония и ниобия способно самостоятельно "залечивать" дефекты, причиняемые этими факторами.

"Радиационные дефекты в материалах — либо вакансии, то есть выбитые из кристаллической решетки атомы, либо дополнительные атомы, "застрявшие" в ней. Оба типа повреждений могут накапливаться, приводя к негодности изделий. После длительного облучения нашего покрытия пучком протонов концентрация дефектов или остается неизменной, или уменьшается за счет стока дефектов к границам слоев, где они взаимоликвидируются", — объяснил доцент отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Роман Лаптев.Такие свойства покрытия открывают широкие возможности для повышения радиационной стойкости различных материалов в ядерной и авиакосмической промышленности, уверены исследователи. Композит, получаемый методом магнетронного напыления, состоит из пяти слоев каждого материала толщиной около 100 нм.

"Просвечивающая микроскопия и рентгеноструктурный анализ показали, что после облучения в структуре возникают напряжения за счет накопления протонов. И расчеты, и эксперименты выявили смещение атомов циркония из оптимального положения с образованием областей пониженной электронной плотности, вблизи которых накапливаются внедренные ионы и при анализе аннигилируют позитроны", — рассказал Лаптев.

Для экспериментального анализа структуры дефектов до и после облучения использовался уникальный метод высокой чувствительности — спектрометрия доплеровского уширения аннигиляционной линии с применением пучков позитронов с регулируемой энергией, отметили ученые.
Исследования проводились в рамках проекта Российского научного фонда № 20-79-10343 в сотрудничестве со специалистами НОЦ имени Вейнберга и лаборатории ядерных проблем им. Джелепова Объединенного института ядерных исследований. В дальнейшем научный коллектив планирует исследования нового материала при более высоких дозах облучения.


21 октября, 2021
В Тульской области нашли водоросль с высоким содержанием жирных кислот
Ученые обнаружили на территории России штамм зеленой одноклеточной водоросли Coelastrella multistria...
21 октября, 2021
«Обрезание» гена сделало самцов дрозофил бесплодными
Биологи выяснили, что три четверти самцов мух-дрозофил с укороченным геном orb2 становятся бесплод...