بررسی اثرات تخریبی تابش یون های هلیوم و آرگون تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی بر روی تنگستن

در این تحقیق اثرات تخریبی یون های پرانرژی هلیوم و آرگون تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی کم انرژی نوع مدر بر روی سطح تنگستن مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های تنگستن در ۲۰ پالس دستگاه پلاسمای کانونی به طور جداگانه با یون های آرگون و هلیوم مورد تابش قرار گرفتند. سطح نمونه های خام و تابش دهی شده تنگستن با میکروسکوپ الکترونی آنالیز شد. میکروگراف های SEM نشان می دهد که تاول های متراکم با اندازه تقریبی چند صد نانومتر در سطح تنگستن در اثر تابش یون های هلیوم ایجاد شده اند ولی در نمونه های تابش دهی شده با یون های پر انرژی آرگون ترک های منظم دیده می شود که در سطح تنگستن گسترش یافته اند. از آنالیز پراش اشعه ایکس برای بررسی تغییرات بلوری ایجاد شده در تنگستن ناشی از تابش استفاده شد. تابش یون های پر انرژی هیدروژن و آرگون باعث به وجود آمدن تغییراتی در مکان قله ها، شدت قله ها، پهنای پیک در نصف ارتفاع بیشینه (FWHM) و فاصله صفحات تنگستن شده، که نشان می دهد تابش یون های پر انرژی تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی ساختار بلوری تنگستن را نیز تحت تاثیر قرار داده است. با استفاده از کد لی [۱] مشخصات باریکه یونی هلیوم و آرگون حاصل از دستگاه پلاسمای کانونی تعیین شد و با استفاده از کد SRIM [۲] مقدار shot/Dpa و پروفایل تراکم یون های هلیوم و آرگون در عمق های مختلف تنگستن محاسبه شد. نتایج کد لی نشان می دهد که در هر شات به ترتیب ion/cm۲ ۱۰۱۴ × ۹/۷ و ion/cm۲ ۱۰۱۴ × ۲۵/۰ یون هلیوم و آرگون تولید می شود. نتایج کد SRIM نشان می دهد که بیشترین تخریب ایجاد شده در تنگستن ناشی از یون های آرگون و هلیوم به ترتیب در عمق های ۷ و ۳۰ نانومتری و به اندازه dpa/shot ۷/۱ و ۱۷/۰ می باشد. هم چنین بیشترین تراکم یون های آرگون و هلیوم به ترتیب در عمق های ۲۰ و ۴۰ نانومتری رخ می دهد.  

کلیدواژه ها:

Plasma Facing Material ، Plasma Focus ، Ion Beam ، Radiation Damage ، SRIM Code. ، مواد مجاور با پلاسما ، پلاسمای کانونی ، باریکه یونی ، آسیب تابشی ، کد SRIM.