2021-06-11 07:07:00

/

РИА "Сибирь"

/

Томск

Томские ученые создают покрытие против радиации с эффектом самовосстановления

Ученые Томского политехнического университета создают нанопокрытия для защиты от радиации, способные к самовосстановлению. Покрытие поможет защитить электронику и повысить радиационную стойкость материалов в космической и атомной отрасли. Результаты опубликованы в журнале Metals, сообщает РИА "Новости".

По словам авторов, новые радиационно стойкие материалы позволят не только усовершенствовать объекты ядерной промышленности, но и эффективно защитить электронику от разрушения радиацией. Особенно актуальна такая защита для космической отрасли, так как радиация в космосе способна быстро вывести из строя электронику.

Главная опасность радиации - воздействие заряженных частиц и нейтронов. Политехники экспериментально подтвердили, что многослойное композитное нанопокрытие из циркония и ниобия способно самостоятельно "залечивать" радиационные дефекты.

"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 остается неизменной или уменьшается за счет стока дефектов к границам слоев, где они взаимоликвидируются", - рассказал  доцент отделения экспериментальной физики ИЯТШ ТПУ Роман Лаптев.

Ученые добавляют, что покрытия расширяют возможности для повышения радиационной стойкости материалов в ядерной и авиакосмической промышленности из-за своих уникальных свойств: композит, полученный методом магнетронного напыления, состоит из пяти слоев толщиной около 100 нм.

"Просвечивающая микроскопия и рентгеноструктурный анализ показали, что после облучения в структуре возникают напряжения за счет накопления протонов. 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", - поясняет Роман Лаптев.

Для экспериментального анализа структуры дефектов до и после облучения исследователи использовали метод высокой чувствительности - спектрометрию доплеровского уширения аннигиляционной линии с применением пучков позитронов с регулируемой энергией.

Исследования проводились в рамках проекта Российского научного фонда в сотрудничестве со специалистами научно-образовательного центра имени Вейнберга и лаборатории ядерных проблем имени Джелепова Объединенного института ядерных исследований. Научный коллектив планирует продолжить исследования нового материала при более высоких дозах облучения.