石墨模具制品各種特性與輻照劑量的關(guān)系

核石墨的輻射線輻照損傷與退火


具有175電子伏（eV)以上能量的中子，和石墨模具制品中的碳原子發(fā)生碰撞，碳原子便從正規(guī)的晶體點(diǎn)陣彈跳出去，潛入到晶體層面之間，同時(shí)在原來位置上留下一個(gè)空晶格點(diǎn)。眾所周知，碳原子獲得大約25電子伏的能量，便發(fā)生位移，離開原來晶格點(diǎn)。在緊接核分裂之后，具有2百萬電子伏（MeV)高能量的中子，在4cm的平均行程上連續(xù)同碳原子碰撞，直至達(dá)到175電子伏的能量時(shí)，可產(chǎn)生58個(gè)一次移位碳原子。

接受了大能量的移位原子，在能量很高的情況下，其大部分能量因電子激勵(lì)、離子化作用和盧瑟福散射而消失?？墒钱?dāng)移位原子的能量降到5000電子伏以下時(shí)，則因和其他碳原子發(fā)生彈性碰撞，其能量的大部分都消耗掉，在這個(gè)過程中發(fā)生多起二次位移，移位原子的能量終于降低到不能彈出晶格點(diǎn)的程度，于是在碰撞點(diǎn)產(chǎn)生大量的熱，然后移位原子就停止下來，與2百萬電子伏的中子進(jìn)行碰撞所產(chǎn)生的一個(gè)一次移位碳原子，直到其運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，可發(fā)生1500個(gè)以上的二次位移。彈出的碳原子的移動(dòng)比較容易，其大部分都潛入到晶體中的空晶格點(diǎn)，或者移動(dòng)到晶體的端部并落定下來，還有一部分單獨(dú)地或成集合狀態(tài)(多半是C，分子的集合體）停留在層面之間。以這樣機(jī)理產(chǎn)生的晶格空位，層間侵人原子和原子群是石墨模具制品晶體的主要缺陷，也叫做石墨材料的輻照損傷，這會(huì)引起石墨特性的顯著變化。石墨模具制品各種特性與輻照劑量的關(guān)系。