重离子和γ辐照硼硅酸盐玻璃的 辐照效应对比

• 作者: 刘枫飞 张晓阳 彭乃卫 彭海波 李源 杜鑫 王铁山 管明 袁伟 赵彦
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 硼硅酸盐玻璃 辐照效应 重离子 γ射线
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 技术及应用
• 页码范围: 939-947
• 页数: 9页
• 分类号: TQ171
• 语种: 中文
• DOI: 10.7538/yzk.2018.youxian.0522

摘要

为研究玻璃固化体在不同辐照方式下的宏观和微观结果及其对应关系,使用重离子和γ辐照硼硅酸盐玻璃,分别测量了辐照后硼硅酸盐玻璃的硬度和模量变化.发现在γ辐照条件下,直到吸收剂量达到6×106 Gy,硼硅酸盐玻璃的宏观性质(硬度和模量)均未发生明显改变.在Xe离子辐照条件下,当辐照剂量达到0.1 dpa时,硬度和模量减少达饱和值.此外,测量了γ辐照后的硼硅酸盐玻璃的吸收光谱,得到了辐照后硼硅酸盐玻璃带隙随吸收剂量的变化规律,讨论了辐照产生的微观缺陷来源和产生机理.发现重离子辐照产生的硬度和模量的下降主要来源于玻璃网络结构的断裂,而重离子的核能量沉积是造成网络体结构断裂的主要原因.结合γ辐照样品的吸收光谱结果,通过对比γ射线和重离子辐照后的样品硬度和模量变化不同趋势可发现:γ辐照会在硼硅酸盐玻璃中产生微观缺陷(非桥氧空位色心等),这些缺陷主要来源于网络体末端与钠相连的键的断裂.而网络体末端的断裂不影响硼硅酸盐玻璃的网络体结构,所以γ辐照产生的缺陷不会引起硼硅酸盐玻璃的硬度和模量变化.