Эволюция температурных вспышек в электронной, ионной и дислокационной подсистемах при облучении металлов пучками заряженных частиц

Abstract

При облучении материалов быстрыми ионами или электронами основная доля энергии частиц тратится на возбуждение электронной подсистемы, которая затем передает ее решетке посредством электрон-фононного взаимодействия. Проводится анализ влияния температурных вспышек в электронной системе на кинетические коэффициенты, которые экспоненциально зависят от температуры ионной подсистемы. Вводится также представление о кинетической «температуре» дислокационной подсистемы, которая характеризуется меньшими временами «разогрева» по сравнению с ионной. В результате термовспышки в дислокационной подсистеме могут быть более мощными, чем в ионной, что может приводить к увеличению скорости переползания и скольжения дислокаций в условиях облучения при низких температурах решетки.

При опроміненні матеріалів швидкими іонами або електронами основна частка енергії часток витрачається на збудження електронної підсистеми, що потім передає її решітці за допомогою електрон-фононної взаємодії. У даній роботі проводиться аналіз впливу температурних спалахів в електронній системі на кінетичні коефіцієнти, які експоненціально залежать від температури іонної підсистеми. Уводиться також подання про кінетичну «температуру» дислокаційної підсистеми, що характеризується меншими часами «розігріву» у порівнянні з іонної. У результаті, термоспалахи в дислокаційній підсистемі можуть бути могутнішими, чим в іонної, що може приводити до збільшення швидкості переповзання й ковзання дислокацій в умовах опромінення при низьких температурах решітки.

When swift ions or electrons bombard a solid target, they lose energy mostly by creating electronic excitations. These excitations transfer energy to the lattice via electron-phonon coupling. The effects of thermal spikes in electron system on the kinetic coefficients that depend exponentially on the ion system temperature are investigated. The kinetic “temperature” for dislocations is introduced, which can be increased due to electron-dislocation coupling resulting in the “thermal” spikes in the dislocation sub-systems. These spikes may be more powerful than those in the perfect lattice due to the difference in the corresponding coupling times. As a result, the rate of thermally activated dislocation climb and glide can be increased under irradiation at low temperature of the lattice.