實時監測受輻射材料性能變化的設備

風裡雨里，我在這裡等你～

美國麻省理工學院和桑迪亞國家實驗室合作，提出持續監測輻照條件下材料熱學、力學性能變化的設備方案。

用於高輻射環境中的設備需要對其材料進行輻照條件下的特性檢測，分析性能變化。這種檢測通常具有破壞性，且非常耗時，阻礙著新材料的研發應用。為此，研究人員在桑迪亞離子束實驗室的6MV串聯加速器上增加了原位離子輻照材料特性監測設備，用於非破壞性持續監測材料性能變化。

圖1 實時監測受輻射材料性能變化的設備

設備包括透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、瞬態光柵光譜測量儀。樣品放置在與加速器離子束垂直的真空球型室內，球室中線兩側分別是瞬態光柵光譜測量的光源和探測器。光譜測量光束與樣品成45°角，為532nm波長、脈寬400ps、脈衝能量23μJ、重複頻率1kHz的超快脈衝激光，用於測量材料的熱擴散率，兩台顯微鏡用於對輻照後材料的表面進行分析。靜態高溫測試顯示所有組件均穩定工作，輕度離子暴露實驗獲得了單晶鎢樣品持續輻照10小時的熱擴散數據，重度離子暴露實驗獲得了單晶鎳樣品持續輻照8小時的熱擴散數據。

這項研究構建了原位離子輻射瞬態光柵光譜測量設備，可直接測量樣品的熱擴散率，通過表面聲波變化間接測量材料彈性變化，為持續監測材料輻射後特性變化提供了新工具。

（藍海星）

文章推薦

想了解更多國外國防戰略、軍事工業、裝備發展、前沿技術相關研究，請關注藍海星智庫微信公眾號：SICC_LHX

歡迎轉載，轉載請註明出處。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！