高能氩离子辐照SiO2玻璃的正电子寿命谱学研究

用1．15GeV的氩离子在室温下对二氧化硅玻璃样品进行了辐照,并通过正电子寿命测量技术研究了辐照后材料微观结构的变化。结果表明,在未辐照二氧化硅玻璃中有近81％的正电子是以正电子不的形式湮灭的;根据o-Ps的撞击湮灭寿命确定出未辐照样品的自由体积分布在0．02－0．13nm^3的区域里,平均自由体积半径为2．5nm。辐照后材料的自由体积分布函数变窄,峰位下降,显示样品经辐照后有密度增大的现象。随着剂量的增大,第二正电子寿命成分的强度逐渐增加,而相应于o-Ps的寿命成分的强度逐渐减小,这被认为是由于辐照产生的电离电子在自由体积中漫游,使正电子与这些漫游电子发生湮灭的几率增大,从而减小了正电子素的形成几率。     

样品尺寸变化对T91钢蠕变力学行为的影响

T91钢是第4代反应堆的候选结构材料之一，中子辐照后的高温蠕变性能是评价其服役性能的关键指标。为充分利用辐照空间、减小辐照参数梯度和降低样品放射性，针对力学性能的研究需要使用小尺寸样品，但小样品试验数据可能与标准样品不同，导致无法准确评价材料性能。为研究样品尺寸变化对T91钢蠕变力学行为的影响，本文对T91钢小片状试样和标准棒状试样在温度675～725℃、蠕变应力80～120 MPa下的蠕变行为和断裂机理进行了对比研究。结果表明，不同尺寸样品均发生了减速蠕变、稳态蠕变和加速蠕变3个变形阶段，且断裂时间均随蠕变温度和应力的增大而减小，但小片状试样的蠕变断裂时间更长、稳态蠕变速率更小；所有试样均发生了微孔聚集型韧性断裂，但小片状试样断口的韧窝尺寸相对更小且受到剪切应力；试样尺寸变化不影响T91钢蠕变变形机制，造成差异的原因是试样应力状态差异；蠕变过程中不同的微观结构演化是蠕变试样尺寸效应随蠕变温度、应力变化规律复杂的重要原因。     

γ辐照对低密度聚乙烯的动态力学性能和热行为的影响

经γ辐照后所有样品的储能模量（Ｅ＇）都有所增加，从阻尼因子（ｔａｎ δ）的温度谱上所观察到β和α转变温度随辐照剂量的增加向高温方向移动。热分析结果表明，辐照后样品的热学参数Ｔｍ、△Ｈｍ和Ｔｄ随剂量的增加而降低。     

γ-辐照对高密度聚乙烯-尼龙-6共混物结构和性能的影响

用熔融共混的方法制备出高密度聚乙烯(HDPE)和尼龙-6(PA-6)的共混物,研究了共混物经γ射线辐照后结构与性能的改变。扫描电镜(SEM)观察结果表明,γ射线辐照会影响共混物的相态结构;辐照4h后,共混物样品的吸收剂量为15.84kGy;PA-6和HDPE的界面粘结力增强,两相之间有明显的界面过渡层的存在,材料的相容性增加;随着辐照时间延长,材料结构破坏。经γ射线辐照后,共混材料的冲击强度下降,拉伸强度与断裂伸长率增加,其中断裂伸长率增加明显。共混材料经辐照后对二甲苯的吸收减小。     

木材^60Coγ射线引发自由基的衰变系数

木材经￣（６０）Ｃｏγ射线辐照后，高聚物分子的共价键断裂而产生自由基。福建２１个树种木屑试样经辐照后，用ＥＳＲ测试，主谱ｇ＿０＝２．０１９３的自由基均随剂量Ｄ按指数率变化，最后趋于饱和。α＿ａ与树种有关，但均远小于１。增加木材表面自由基，可以显著提高木材的胶合强度。木材经γ射线辐照后引发的自由基强度大，衰变系数小，稳定性好，具有应用前景。     

热释光材料LiF：Mg,Ti,LiF：Mg,Cu,P和MgSO4的正电子湮没特性

测量了经＾６０Ｃｏγ辐照的热释光材料ＬｉＦ：Ｍｇ，Ｔｉ，ＬｉＦ：Ｍｇ，Ｃｕ，Ｐ和ＭｇＳＯ４的正电子湮没寿命谱，所有寿命谱都分成三个成分，两种不同掺杂的ＬｉＦ样品，其τ２成分寿命参数十分接近，表明正离子空位对寿命谱影响较小，并且观察到，在剂量范围为０．０５－１ｋＧｙ内，τ２成分寿命参数随剂量按相反趋势发生较小的变化，等时退火实验表明，ＭｇＳＯ４样品的τ２和τ３成分与硫酸基有关，其大小可参取决于Ｍｇ＾     

氢对Ni3Al合金中微观缺陷的影响

对二元Ｎｉ３Ａｌ和含０．５２ａｔ．％的Ｎｉ３Ａｌ合金样品进行电解充氢，并测量其ｅ＾＋寿命谱。结果可见，ｅ＾＋在合金缺陷中的寿命最初随充氢时间的增加而下降，随后达到一个最小值，接着随充氢时间的增加而增加。含０．５２ａｔ．％Ｂ的Ｎｉ３Ａｌ合金比二元Ｎｉ３Ａｌ合金的氢效应程度小，这说明加入少量的硼可提高Ｎｉ３Ａｌ合金的抗氢能力。     

用正电子湮没研究12Cr1MoV钢蠕变损伤

采用正电子寿命测量研究了12Cr1MoV钢的蠕变损伤。寿命谱按三分量自由拟合进行分析。正电子平均寿命τ、缺陷寿命τ_2及其强度I_2随着蠕变损伤率的增加而增加。与形变和疲劳的研究结果不同,正电子寿命参数并未出现饱和现象。此外,当蠕变损伤率D>1％时,τ_2和τ_3增加很快,I_3可达到10％。这些特征有力地说明了在蠕变过程中空位导致空位团的生成,最后形成微孔洞。     

中子辐照GaAs的变温正电子寿命研究

用正电子湮没寿命谱研究中子辐照前后半绝缘ＧａＡｓ在等时退火过程中的缺陷行为．发现辐照后的样品大约从７０℃起空位－填隙子对和空位－反格点缺陷开始复合．５００℃前空位和空位团可消除．７４０℃后可能会重新产生缺陷。ＶＡｓ是一种浅势阱，对正电子的束缚能大约为０．０３１－０．０３２ｅＶ。     

正电子在高能电子辐照聚乙烯和聚丙烯中的湮没特性

用正电子湮没寿命谱和多普勒展宽方法研究高能电子（12MeV）辐照聚丙烯和聚乙烯的不同特性，发现在160kGy剂量内，正电子在聚丙烯内的短寿命成分随着电子辐照剂量的增大而变长，中间成分的强度则减弱，但当剂量为320kGy时，各湮没寿命与没有辐照的样品类似。而长寿命成分的强度不随剂量增加而变化。在电子辐照的聚乙烯薄膜中，当剂量为80kGy时，正电子中间寿命强度I2增加，长寿命成分的强度I5则有所减少。之后，随着电子辐照剂量的增加，则不再变化。正电子湮没γ射线多普勒展宽S参数随电子辐照聚乙烯的剂量变化与I5相同。正电子湮没特性的差别表明高能电子辐照这两种聚合物所引起结构上的变化是不同的，并为其宏观特性（如力学性质变化）的改变提供了微观依据。     

Study on Automated Search, Location and Precise Re-location μm-size Particles

在分离短寿命裂变产物时，辐照后的样品经“气动传输系统”传出后，需将样品从样品盒中取出。因研究对象是半衰期为分钟级的短寿命核素，取样时间应尽可能的短。刚辐照后的样品剂量水平为居里级。为此，本工作针对液体样品的快速切割取样进行了研究，并成功研制出“自动切割取样装置”。     

电子束辐照乙烯-四氟乙烯共聚物的化学稳定性

采用剂量率为20 k Gy/h的电子束在空气氛围中对乙烯-四氟乙烯共聚物(Ethylene tetra-fluoro-ethylenecopolymer,ETFE)片材进行辐照,剂量范围0–1600 k Gy,研究了ETFE片材在低剂量率电子束辐照下的化学稳定性。通过机械性能、红外光谱、拉曼光谱和扫描量热仪(DSC)等对辐照前后的样品进行了测试和表征。机械性能测试结果表明,随着吸收剂量的增加,断裂伸长率和断裂强度在0–200 k Gy内缓慢下降,超过400 k Gy则急剧下降;红外光谱分析表明,随着吸收剂量的增加,羰基指数增加,样品表面氧化程度严重;拉曼光谱分析结果显示低剂量率电子束的辐照破坏了ETFE分子链结构的对称性;DSC测试结果表明,随着吸收剂量的增加,ETFE的结晶度和熔点逐渐下降,结晶度从43.2%下降到12.6%,熔点从261.3℃下降到233.3℃。     

γ射线辐照对超高分子量聚乙烯片材机械性能和结晶度的影响

采用钴源以剂量率为2.5 k Gy·h~(-1)的γ射线对超高分子量聚乙烯(Ultra-high Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)片材在空气、水、甲醇和乙醇氛围中进行了辐照,吸收剂量范围为0 200 k Gy。通过机械性能、凝胶含量、差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)、傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FTIR)等对不同辐照氛围中辐照前后UHMWPE样品进行了测试和表征。机械性能测试结果表明,在空气中UHMWPE的断裂伸长率随吸收剂量呈幂指数下降,同时屈服强度略有下降,而在水、甲醇、乙醇为辐照体系中UHMWPE的断裂伸长率随吸收剂量也是呈下降趋势,但下降的程度依次减轻,同时屈服强度基本保持不变;DSC测试结果显示,在空气氛围中,随着吸收剂量的增加,UHMWPE样品的初始熔融温度、熔点、结晶温度和结晶度逐渐降低;而在空气、水、甲醇和乙醇氛围中,UHMWPE样品的初始熔融温度、熔点和结晶度依次上升;红外光谱测试结果显示在空气中辐照,UHMWPE样品表面随着吸收剂量的增加其氧化程度加重,而在水、甲醇和乙醇中辐照UHMWPE分子链生成了不饱和的分子双键。     

Xe23+离子辐照Al2O3的光谱特性

本工作研究460 keV、3 MeV和308 MeV Xe23 辐照Al2O3单晶样品的光致发光特性.从经过460 keV Xe23 辐照后样品的光致发光测试结果可看到,波长为380、413和450 nm的发光峰明显增强,在390和564 nm处出现了新的发光峰.从3 MeV的Xe23 辐照后样品谱的变化可看到,在较低剂量条件下,516 nm(2.4 eV)和564 nm(2.2 eV)处的发光峰随辐照剂量增加而增强,且当剂量增到1×1016 cm-2时,564 nm处的发光峰消失,只有516 nm(2.4 eV)处的发光峰较强.从308 MeV Xe23 辐照后样品的光致发光谱中可看到,357 nm(3.47 eV)和516 nm(2.4 eV)处的发光峰随着剂量增加明显增强.辐照后样品的FTIR谱显示:波数在460～510 cm-1和630 cm-1附近的吸收是Al2O3振动模式,经离子辐照后,吸收带展宽;1 000～1 300 cm-1间为Al-O-Al桥氧键的伸缩振动模式,高能辐照后的吸收带向低波数方向移动.     

高能氩离子辐照SiO_2玻璃的正电子寿命谱学研究

用 1.15GeV的氩离子在室温下对二氧化硅玻璃样品进行了辐照 ,并通过正电子寿命测量技术研究了辐照后材料微观结构的变化。结果表明 ,在未辐照二氧化硅玻璃中有近 81%的正电子是以正电子素的形式湮灭的 ;根据o -Ps的撞击湮灭寿命确定出未辐照样品的自由体积分布在0 .0 2— 0 .13nm3的区域里 ,平均自由体积半径约为 2 .5nm。辐照后材料的自由体积分布函数变窄 ,峰位下移 ,显示样品经辐照后有密度增大的现象。随着剂量的增大 ,第二正电子寿命成分的强度逐渐增加 ,而相应于o -Ps的寿命成分的强度逐渐减小 ,这被认为是由于辐照产生的电离电子在自由体积中漫游 ,使正电子与这些漫游电子发生湮灭的几率增大 ,从而减小了正电子素的形成几率。     

自动切割取样装置研制

在分离短寿命裂变产物时,辐照后的样品经“气动传输系统”传出后,需将样品从样品盒中取出。因研究对象是半衰期为分钟级的短寿命核素,取样时间应尽可能的短。刚辐照后的样品剂量水平为居里级。为此,本工作针对液体样品的快速切割取样进行了研究,并成功研制出“自动切割取样装置     

草浆黑液辐照处理后物化性能变化特性的研究

用电子束和γ射线对草浆黑液进行了辐照处理。测量了草浆黑液粘度与射线种类、辐照时的温度和草浆黑液中固形物的浓度之间的关系。结果表明,射线辐照处理能使草浆黑液中的有机大分子裂解,使草浆黑液的环境负荷因子明显下降;经20 kGy剂量辐照后,草浆黑液的粘度最大可下降50％,蒸发性能明显提高,而其热值却基本保持不变。     

草浆黑液辐照处理后物化性能变化特性的研究

用电子束和γ射线对草浆黑液进行了辐照处理。测量了草浆黑液粘度与射线种类、辐照时的温度和草浆黑液中固形物的浓度之间的关系。结果表明,射线辐照处理能使草浆黑液中的有机大分子裂解,使草浆黑液的环境负荷因子明显下降;经20kGy剂量辐照后,草浆黑液的粘度最大可下降50％,蒸发性能明显提高,而其热值却基本保持不变。     

用正电子湮没和超声衰减方法研究金属疲劳

用正电子湮没寿命方法和超声衰减方法对金属铝合金和钢疲劳样品进行了测量。结果表明,在疲劳加载次数较小时,正电子参数将随着疲劳加载次数的增加而增加;但当疲劳加载次数足够大时,金属样品内部发生了结构的变化,如空位之间发生合并而形成空位团,位错之间发生命并、缠绕,这些结构的变化导致正电子平均寿命到在最大值后下降。在用超声方法对金属疲劳样品进行测量时,观察到衰减常数有类似的变化趋势。     

核石墨的氙离子辐照效应

采用氙离子辐照表面抛光的IG110核石墨样品,对辐照后核石墨样品的表面形貌和辐照损伤进行表征。结果表明,室温辐照导致石墨晶粒严重的各向异性肿胀。但肿胀并未导致晶间裂纹的产生,这被归因于核石墨的辐照蠕变机制。严重的肿胀导致核石墨大量孔隙收缩,说明在熔盐堆中辐照在一定剂量范围内不会促进熔盐对核石墨的浸渗。通过拉曼光谱的分析推断,G峰宽度随着辐照剂量的增加而单调增加,随着退火温度的增加又逐渐减小,因而是表征核石墨辐照损伤的很好的参数。