Рассеяния рентгеновских

По энергетич. спектру нейтронов, устанавливающемуся в результате взаимодействия нейтронов с окружающей средой, Я. р. подразделяют на быстрые, тепловые и промежуточные. В быстрых Я. р. замедление нейтронов мало и процесс деления производится гл. обр. нейтронами с энергией более 100 кэВ (1,6-Ю-1* Дж). В тепловых Я. р. за счёт упругого рассеяния нейтронов при столкновении с ядрами вводимого в реактор замедлителя (вещества с лёгкими ядрами) энергия нейтронов существенно уменьшается и становится близкой к энергии теплового движения молекул (—0,025 эВ) при комнатной темп-ре. В Я. р. может устанавливаться и промежуточный спектр нейтронов (энергия от 1 эВ до неск. кэВ). Природными веществами, используемыми для деления, являются уран (сочетание изотопов 235U и 238U) и торий (232Тп) — см. Ядерное топливо.

Изучив различные процессы, одновременно протекающие при облучении селеновых и меднозакисных кристаллов, можно выявить некоторые механизмы нарушений. К таким процессам относятся ядерные превращения, искажения кристаллической решетки и отжиг. Ядерные превращения вызываются захватом тепловых нейтронов, а последующий радиоактивный распад приводит к образованию химических примесей в кристаллической решетке. Разупо-рядочение кристаллической решетки является результатом упругого рассеяния нейтронов, обладающих высокой энергией. При температурах выше 130° К существенную роль наливает играть процесс отжига. Кроме того, комптоновское рассеяние у-квантов приводит к образованию электронов с высокой энергией, которые в свою очередь могут вызвать разупорядочение кристаллической решетки при упругом рассеянии. В одном или более барьерах могут наблюдаться фотоэлектрические эффекты, причем фотонапряжения оказывают во многих случаях влияние на работу электронных схем, даже если после облучения необратимые изменения отсутствуют.

В результате неупругого рассеяния нейтронов на ядрах может возникать гамма-излучение. Доля энергии этих процессов может составлять до 20 % всей передаваемой энергии. Тепловые нейтроны в отличие от быстрых не могут образовывать вторичные заряженные частицы с высокими значениями LA. Энергия тепловых нейтронов часто не превышает энергии связи атомов в молекулах водородсодер-жащих соединений. Однако эти нейтроны могут вызывать возбуждение атома, а также возбуждать колебательные переходы в молекулах, что приводит к разогреву вещества. Кроме того, тепловые нейтроны могут поглощаться некоторыми ядрами с образованием радиоактивных продуктов. Однако ядра атомов, которые в основном составляют живую ткань, имеют небольшие сечения поглощения нейтронов.

Первичные теплоносители, кроме того, должны обладать устойчивостью при радиоактивном облучении в реакторе, иметь малое сечение захвата и рассеяния нейтронов (для обеспечения минимальной потери нейтронов в ходе ядерных реакций) и слабо активироваться при воздействии облучения (для уменьшения активности первого контура установки).

Тугоплавкие окислы металлов имеют относительно большие сечения упругого рассеяния нейтронов (благодаря упругому рассеянию на ядрах металла и кислорода, входящих в окислы). Поэтому тугоплавкие окислы металлов могут успешно применяться в активной зоне высокотемпературных ядерных реакторов в ка-

рассеяния нейтронов был использован также для получения фо-

Авторы [298] методом неупругого рассеяния нейтронов при

тронов, малым поперечным сечением неупругого рассеяния нейтронов, боль-

Описанные эффекты можно объяснить повышением растворимости водорода, обусловленным увеличением количества возможных мест для размещения водорода в решетке (включая дефекты), либо повышенной абсорбцией водорода в приграничных областях; возможна также комбинация этих эффектов. Исследование неупругого рассеяния нейтронов в образцах PdH0>o48 и изучение спектров ядерного магнитного резонанса (ЯМР), PdH0j7 привели к выводу о том, что повышенная растворимость водорода в на-нокристаллическом палладии обусловлена абсорбционными свойствами границ [64].

а — опытные данные неупругого рассеяния нейтронов на частицах ZrO2—Y2O3

тура плавления, решеточная составляющая теплопроводности и др.). Согласно опытным данным, полученным при исследовании неупругого рассеяния нейтронов, и теоретическим расчетам функции распределения колебательных частот ^(v) обычных материалов и нанообъектов заметно отличаются. В фононном спектре на-номатериалов появляются дополнительные как низкочастотные, так и высокочастотные моды. Изменение динамики кристаллической решетки при переходе от макроскопических монокристаллов к нанокристаллам таково, что происходит увеличение амплитуды колебаний атомов, а фононный спектр в целом как бы смягчается (рис. 3.9). Многими исследователями было обнаружено повышение теплоемкости для наноматериалов; в табл. 3.5 приведены данные для различных объектов.

смотрен пример полимеризации спиртового раствора кремнесодержащего мономера Si(OC2H5)4. В процессе реакции получали разветвленные полимеры (А), плотные коллоидные частицы (В) и рыхлые коллоидные частицы (С). Путем агрегации коллоидов (Е), гелеобразования (D) и упорядоченной упаковки (F) (или жидкокристаллические структуры) можно получить различные структуры, которые при дальнейшей обработке затвердевают. Для определения фрактальной геометрии структур использовали метод малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (или нейтронов). Это позволило изучать структуры с пространственными масштабами от 5 А° до 1 мкм. Метод определения фрактальной размерности при использовании указанных лучей основан на наличии степенной зависимости рассеяния I от передаваемого импульса К, определяемого как:

Размеры частиц, определенные методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, данные расчета колличества фуллеренов в 1 г стали, Кф

смотрен пример полимеризации спиртового раствора кремнесодержащего мономера Si(OC2H5)4. В процессе реакции получали разветвленные полимеры (А), плотные коллоидные частицы (В) и рыхлые коллоидные частицы (С). Путем агрегации коллоидов (Е), гелеобразования (D) и упорядоченной упаковки (F) (или жидкокристаллические структуры) можно получить различные структуры, которые при дальнейшей обработке затвердевают. Для определения фрактальной геометрии структур использовали метод малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (или нейтронов). Это позволило изучать структуры с пространственными масштабами от 5 А° до 1 мкм. Метод определения фрактальной размерности при использовании указанных лучей основан на наличии степенной зависимости рассеяния 1 от передаваемого импульса К, определяемого как

РЕНТГЕНОГРАММА — зарегистрир. на фотоплёнке картина пространств, распределения ди-фракц. рассеяния рентгеновских лучей исследуемым образцом (см. Дифракция). В дефектоскопии и медицине под Р. понимают теневой снимок объекта в рентгеновских лучах, выявляющий макроскопич. строение этого объекта (напр., наличие инородных включений, трещин, переломов, опухолей).

Для изучения зарождения и развития процессов разрушения применяются различные методы исследований: ультразвуковой метод, метод акустической эмиссии, метод малоуглового рассеяния рентгеновских лучей. Широкое распространение получили структурные методы исследования с помощью оптической и электронной микроскопии, а также метод определения плотности материала. Подробное описание методов исследования процессов разрушения приведено в [6,7,8].

6. Бетехтин В. И., Савельев В. Н., Слуцкер А. И. Особенности рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами в поверхностных слоях деформированных металлов // Физика металлов и металловедение. 1974. Т. 37. Вып. 1. С. 224-227.

ведет себя интегральная интенсивность диффузного фона рассеяния рентгеновских лучей (рис. 1.25) [80]. Более подробный анализ (см. гл. 2) свидетельствует, что это связано с увеличением плотности дефектов кристаллического строения.

Проведенные исследования [98] показали, что в процессе ИПД кручением в образцах Си формируется слабая аксиальная текстура. Таким образом, результаты РСА показывают, что при ИПД кручением чистой Си происходят существенные изменения вида рентгенограмм, получившие отражение в увеличении доли лорен-цевой компоненты в форме профилей рентгеновских пиков, их уширении и смещении, а также увеличении интегральной интенсивности диффузного фона рассеяния рентгеновских лучей. Это

Фон на рентгенограмме является результатом диффузного рассеяния рентгеновских лучей [87]. Как известно, причинами появления фона могут быть тепловое диффузное рассеяние, отсутствие дальнего и (или) ближнего порядка в расположении атомов при аморфизации вещества и диффузное рассеяние твердым раствором. Тепловое диффузное рассеяние приводит к монотонному росту интенсивности фона с ростом угла дифракции в на рентге-

нограммах. Характер рассеяния рентгеновских лучей телами при аморфизации зависит от наличия порядка в расположении атомов. В то же время в твердом растворе полное отсутствие порядка в расположении атомов обеспечивает монотонное убывание, а стремление атомов окружить себя атомами того же или другого компонента приводит к различным немонотонным изменениям интенсивности фона с ростом величины угла дифракции.

В связи с вышесказанным, на наш взгляд, особую роль приобретает исследование фона на рентгенограммах наноструктурных материалов, значительные объемы в которых принадлежат границам зерен. Смещение атомов в границах зерен из равновесных положений, характерных для кристаллической решетки, должно существенно влиять на интенсивность диффузного рассеяния рентгеновских лучей наноструктурными материалами.