Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://danp.sinp.msu.ru/pci2005/pci3_stend_kazahstan.doc Дата изменения: Mon Apr 25 21:03:56 2005 Дата индексирования: Mon Oct 1 22:16:59 2012 Кодировка: koi8-r

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ДЕФОРМАЦИЮ ГИБКОЦЕПНЫХ АМОРФНО-
КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ

Г.А.Дискант1), Г.Е. Колесов1), А.И. Купчишин2), А.Д. Мурадов2),
Ф.Ф. Комаров3)
1) Казахский национальный педагогический университет им. Абая,
г. Алматы, Казахстан
2) Казахский национальный университет им. аль-Фараби,
г. Алматы, Казахстан
3) Белорусский государственный университет, г. Минск, Беларусь

Облучение полимерных материалов различной молекулярной массы (ММ)
сопровождается разными эффектами. Нами проведено исследование процессов
деформации после электронного облучения трех типов полимеров, различающихся
характером межмолекулярного взаимодействия, температурами плавления и
стеклования, механическими и другими свойствами.
Исследовались промышленные неориентированные пленки аморфно-
кристаллических полиимида, лавсана и тедлара толщиной 90 - 100 мкм.
Облучение образцов производилось на воздухе в специальных держателях на
ускорителе электронов типа ЭЛУ-6 при 25 оС с энергией 2 МэВ.
Поглощенные дозы составляли: у полиимида - 25, 50, 500 кГр, 40 и 100
МГр; у лавсана и тедлара - 25, 50, 100, 250 и 500 кГр.
Образцы с длиной рабочей части 25 мм деформировались в режиме
одноосного растяжения на экспериментальной компьютерной установке (на базе
разрывной машины РМУ-0,05-1) с соответствующим программным обеспечением при
различных температурах. Испытания пленок производилось согласно ГОСТ 14236-
81 и ГОСТ 11262-80.
Изменение механических свойств облученных образцов материалов связано с
характерными структурными изменениями. В области доз до 500 кГр во всех
материалах деструкция наблюдается в меньшей степени, а более интенсивно
идет сшивание. В полиимиде в области доз до 500 кГр деструкция выражена
значительно слабее, чем у лавсана и тедлара и продольные размеры
кристаллитов практически не изменяются. Более заметные структурные
изменения в полиимиде происходят при дозах электронного облучения от 40 до
100 МГр.
Образцы с высоким значением ММ содержат большую долю межфибриллярных
аморфных прослоек. Установлено, что дозы электронного облучения до 500 кГр
не приводят к заметному уменьшению модуля упругости. Большие дозы облучения
полиимида (до 100 МГр) вызывают эффективное подавление пластичности и
ползучести.
СВЯЗЬ ПРОЦЕССОВ РАДИАЦИОННОГО ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЯ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ ПРИ ИОННОМ
ОБЛУЧЕНИИ С ЦЕПЯМИ МАРКОВА

А.И. Купчишин1) , Т.А.Шмыгалева1), А.А Купчишин2), Ф.Ф. Комаров3)
1)Казахский национальный университет им. аль-Фараби,
г. Алматы, Казахстан
2) Казахский национальный педагогический университет им. Абая
г. Алматы, Казахстан
3) Белорусский государственный университет,
г. Минск, Беларусь


Процесс взаимодействия ионов с твердым телом и образования первично
выбитых атомов и радиационных дефектов является марковским процессом,
поскольку все вероятностные характеристики в будущем зависят лишь от того,
в каком состоянии этот процесс находится в настоящее время и не зависит от
того, каким образом он протекал в прошлом. Показано, что взаимодействие
частиц с веществом, в том числе с твердым телом и образование радиационных
дефектов описывается цепью Маркова, поскольку в выражения для КВФ, спектров
ПВА и концентрации радиационных дефектов входит произведение вероятностей,
являющихся вероятностями перехода для цепи Маркова. Например, выражение для
спектра первично выбитых атомов для ионов получается из уравнения
Колмогорова - Чэпмена и имеет следующий вид:

[pic]. (1)

В этом выражении под знаком интеграла содержится произведение
вероятностей.

1. [pic] - вероятность того, что ион достигнет глубины h' после (n-1)-го
соударения при условии, что произошло предыдущее событие, а именно, на
некоторой глубине была генерирована первичная частица - ион:

[pic]. (2)

2. [pic] - условная вероятность того, что образовался первично выбитый атом
с энергией Е2 от иона с энергией Е0 после n-кратного соударения.
3. [pic] - условная вероятность того, что ПВА, образованный на глубине h'
в n-кратном взаимодействии иона с веществом, достигнет глубины h. Спектр
ПВА [pic] есть вероятность того, что от электронов с энергией [pic]
образуется определенное количество первично выбитых атомов.











МОДЕЛИРОВАНИЕ НА ЭВМ ПРОЦЕССОВ ГЕНЕРАЦИИ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В ПОЛИМЕРНЫХ
МАТЕРИАЛАХ, ОБЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОНАМИ


С.К. Заманова1), А.И. Купчишин1), А.Д. Мурадов1)
Т.А.Шмыгалева1) ,Ф.Ф. Комаров2)
1) Казахский национальный университет им. аль-Фараби,
г. Алматы, Казахстан
2) Институт прикладных физических проблем им. А.Н.Севченко,
г. Минск, Беларусь

Разработана каскадно-вероятностная модель процесса генерации
радиационных дефектов в полимерных материалах, облученных электронами с
энергиями 10-3 -10 МэВ.
Предполагается, что в результате проникновения электронов в материал
возникают каскады бинарных электрон-электронных и электрон-атомных упругих
столкновений.
Процесс простейшего рассеяния электронов на свободных электронах
мишени можно описать многократными интегралами. Одним из теоретико-числовых
методов приближенного вычисления кратных интегралов является метод
оптимальных коэффициентов. Интегралы вида
[pic]
записываются в виде повторного и последовательно заменяются на
аппроксимирующую сумму по каждой переменной. В итоге получаем
[pic], и [pic],
где константы [pic] и [pic] не зависят от [pic] и [pic].
Методом оптимальных коэффициентов, адаптированного к процессам
рассеяния частиц при электрон-электронных соударениях, моделируются
энергетические спектры бомбардирующих электронов и рассчитываются импульсы,
энергии переданные в результате парных взаимодействий на различных
глубинах мишени.
Аналогичным образом моделируются распределения первично выбитых атомов
и вторичных электронов для различных сортов атомов мишени и рассчитываются
потери энергии в каждом элементарном акте парных первичных и вторичных
столкновений. Моделирование различных ветвей каскадов первично выбитых
атомов под действием бомбардирующего электрона проводится до тех пор, пока
их энергия в результате столкновений не становится либо меньше энергии
связи электронов, либо до пересечения их траектории с поверхностью мишени.
АППРОКСИМАЦИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ УПРУГОГО И НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЙ
НЕЙТРОНОВ (2 И 2.5МэВ) ПРИ Взаимодействии с ядром [pic]

Р.А.Ивахникова 1), А.И.Купчишин 1), Т.А. Шмыгалева 1), А.А.Купчишин 2)
1) Казахский Национальный университет им. аль-Фараби,
г. Алматы, Казахстан
2) Казахский Национальный Педагогический университет им. Абая,
г. Алматы, Казахстан

При взаимодействии нейтронов с ядрами могут происходить различные
процессы. На этапе расчета параметров элементарного акта необходимо
описание сечений различных каналов реакций и энергетических спектров ПВА в
виде аналитических функций.
Нами разработаны физическая и математическая модели каскадно-
вероятностных функций при генерации радиационных дефектов. Для расчета
концентрации дефектов в металлах, облученных нейтронами, предлагается
выражение каскадно-вероятностной функции для нейтронов с образованием
протонов и (-частиц:
[pic],
где n-число взаимодействий, [pic]и h-глубины генерации и регистрации,
[pic]-пробег взаимодействия, [pic],[pic].[pic]- аппроксимированные
выражения интегральных сечений деления, сечения неупругого и упругого
взаимодействия,[pic]- полное сечение процесса, a,k - апроксимационные
коэффициенты /1/.
С помощью программы ЭВМ "STATISTICA" произведена аппроксимация
экспериментальных данных /2/ при взаимодействии нейтронов с энергией 2 и
2,5 МэВ с ядром [pic], аналитические выражения для сечений соответственно
имеют вид:
[pic], (1)
[pic][pic]. [pic] (2)
Получено хорошее согласие вычисленных значений [pic] с
экспериментальными.

ЛИТЕРАТУРА

1. Купчишин А.И, Купчишин А.А, Шмыгалева Т.А. "Моделирование на ЭВМ КВ-
функций и их связь с марковскими процессами",- Алматы: Изд. АГУ им.
Абая, 2002, с. 197
2. Корж А.И., Мищенко В.А., Правдивый Н.М., Скляр Н.Т.// Ядерная физика,
1995, Т.58, с. 785.













О ПОРОГОВЫХ ЭНЕРГИЯХ ОБРАЗОВАНИЯ ВАКАНСИОННЫХ СКОПЛЕНИЙ НА ДИНАМИЧЕСКОЙ
СТАДИИ ОБЛУЧЕНИЯ

К.В. Потатий, А.И. Купчишин, Д.Ю. Соколов
Казахский Национальный университет им. аль-Фараби,
г. Алматы, Казахстан

Рассмотрено влияние пороговой энергии образования вакансионных кластеров
на их распределение по размерам с учетом вероятностного характера
взаимодействия первично выбитого атома ПВА с соседними атомами. В каскаде
атомных смещений (КАС) вакансии расположены достаточно близко, что
допускает существенное влияние зоны спонтанной рекомбинации (ЗСР) точечных
дефектов на каскадную эффективность. Это связано с тем, что длина
свободного пробега атом-атомных смещений сравнима с межатомным расстоянием.
В результате аннигиляции близко расположенных пар Френкеля будет
происходить частичная аннигиляция дефектов, и это будет влиять на число
точечных дефектов в КАС. В настоящей работе количество вакансионных
кластеров в случае тонких фольг в зависимости от кинетической энергии ПВА
E2 и кинетической энергии E1 бомбардирующих частиц рассчитывалось по
формуле:
[pic], (1)

где Фt - доза облучения, ((E2) - каскадная эффективность. При расчетах для
[pic] использовалось сечение Резерфорда, функция ?(E2) бралась в
приближении TRN-стандарта, при вычислении ЗСР использовалось сферическое
приближение, а для радиуса спонтанной рекомбинации в случае металлов
учитывалась зависимость от температуры облучения. Сравнение расчетных
значений распределений кластеров дефектов проводилось с экспериментальными
данными работы Меркле /1/. Так как в этой работе наблюдались в основном
вакансионные петли, то для размера кластера мы использовали выражение:
[pic], где ? - атомный объем, Ed - энергия смещения, ED - энергия
Линдхарда, ( - параметр согласования максимального экспериментального
диаметра петли с максимальной энергией ПВА E2max. На рисунке по аналогии с
/1/ приведены результаты расчетов распределения N(E1,d(E2)) в виде
гистограммы в относительных единицах (1 - результаты работы Меркле,
гистограмма 2 - наш расчет: E1=0.7 МэВ, протоны, Au, k=0.0025, (=2.5).

ЛИТЕРАТУРА

Merkle K.L. // Phys. Stat. Sol., v.18, 1966, p. 173.
-----------------------
d(E2)