МАЙАМИ Объекты
Объект в МАЙАМИ (аббревиатура от «Микроскопы и ионные ускорители для исследования материалов ») — это научная лаборатория, расположенная на территории Центра ионных пучков. [1] в Университете Хаддерсфилда . Эта установка посвящена изучению взаимодействия ионных пучков с веществом. Установки сочетают в себе ускорители ионов in situ с просвечивающими электронными микроскопами (ПЭМ): метод, который позволяет в режиме реального времени отслеживать воздействие радиационного повреждения на микроструктуры самых разных материалов. В настоящее время в лаборатории эксплуатируются две такие системы МАЙАМИ-1 и МАЙАМИ-2, которые являются единственными установками такого типа в Соединенном Королевстве и всего лишь несколькими такими системами в мире. [2] Объект в МАЙАМИ также является частью UKNIBC. [3] (Национальный центр ионного пучка Великобритании) вместе с Университетами Суррея. [4] и Манчестер, [5] который обеспечивает единую точку доступа к широкому спектру ускорителей и методов.
МАЙАМИ-1
[ редактировать ]MIAMI-1 состоит из JEOL 2000FX TEM в сочетании с источником ионов Colutron на 10 кэВ, который можно пост-ускорить до 100 кэВ. [6] Эта система была первоначально построена в Солфордском университете в 2008 году и перенесена в Университет Хаддерсфилда в 2011 году. Она способна облучать материалы атомами инертного газа в диапазоне энергий 2–100 кэВ, что позволяет наблюдать на наноуровне вытесняющие вещества. облучение. В частности, его использовали для наблюдения таких эффектов, как: большой коэффициент распыления наночастиц золота, облученных ионами Xe ; [7] образование изломных полос в графите при облучении тяжелыми ионами; [8] и наблюдение упорядоченных массивов нанопузырьков гелия в вольфраме. [9]
МАЙАМИ-2
[ редактировать ]
Недавно на территории МАЙАМИ была построена новая система МАЙАМИ-2. [10] это было профинансировано за счет гранта EPSRC , присужденного в 2015 году. [11] и был официально открыт 16 марта 2018 г. [12] сэром Патриком Стюартом и профессором Стивеном Э. Доннелли (в то время директором учреждения). МАЙАМИ-2 состоит из двух ионно-лучевых систем: линии средней энергии напряжением 10–350 кВ (National Electrostatic Corp.), способной пропускать большинство ионов вплоть до Pb с энергией до 1 МэВ (при использовании трехзарядных ионов); и пучок низкой энергии 1–15 кэВ для легких ионов (H,He). Они соединены с 300-кВ H-9500 Hitachi TEM, оснащенным EELS и EDS для элементного и химического анализа, а также системой впрыска газа, обеспечивающей ионное облучение материалов в условиях, отличных от окружающей среды (> 1 Па). Основное применение возможностей двойного ионного пучка системы МАЙАМИ-2 заключается в изучении синергетических эффектов большого количества повреждений от тяжелых ионов и инъекции газа He или H (чтобы представить накопление газа трансмутации), чтобы лучше воспроизвести Эффекты нейтронного облучения. Одно из первых исследований системы МАЙАМИ-2 показало, что вольфрам (материал для выбора диверторной брони в ИТЭР и ДЕМО Термоядерные реакторы) страдают от накопления большего количества неподвижных дефектов, которые неизбежно вызывают повышенное охрупчивание при облучении при двойном облучении тяжелыми и легкими ионами по сравнению с облучением только легкими ионами. [13] [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Центр ионного луча (IBC) – Университет Хаддерсфилда» . Research.hud.ac.uk .
- ^ Хинкс, Дж. А. (1 декабря 2009 г.). «Обзор просвечивающих электронных микроскопов с ионным облучением in situ». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел B: Взаимодействие пучков с материалами и атомами . 267 (23–24): 3652–3662. Бибкод : 2009NIMPB.267.3652H . дои : 10.1016/j.nimb.2009.09.014 .
- ^ «Веб-сайт UKNIBC» .
- ^ «Суррейский ионный центр» .
- ^ «Завод Далтона Камбриана» .
- ^ Хинкс, Дж. А.; ван ден Берг, JA; Доннелли, SE (1 марта 2011 г.). «МАЙАМИ: Микроскоп и ускоритель ионов для исследования материалов» (PDF) . Журнал вакуумной науки и технологий A: Вакуум, поверхности и пленки . 29 (2): 021003. Бибкод : 2011JVSTA..29b1003H . дои : 10.1116/1.3543707 .
- ^ Гривз, Г.; Хинкс, Дж. А.; Басби, П.; Меллорс, Нью-Джерси; Ильинов А.; Куронен, А.; Нордлунд, К.; Доннелли, SE (8 августа 2013 г.). «Повышение эффективности распыления в результате одноионного воздействия на золотые наностержни» (PDF) . Письма о физических отзывах . 111 (6): 065504. Бибкод : 2013PhRvL.111f5504G . doi : 10.1103/PhysRevLett.111.065504 . ПМИД 23971585 . S2CID 14753069 .
- ^ Хинкс, Дж. А.; Хей, С.Дж.; Гривз, Г.; Суини, Ф.; Пан, Коннектикут; Янг, Р.Дж.; Доннелли, SE (1 марта 2014 г.). «Динамическая микроструктурная эволюция графита под вытесняющим облучением» (PDF) . Карбон . 68 : 273–284. doi : 10.1016/j.carbon.2013.11.002 . S2CID 2327646 .
- ^ Харрисон, RW; Гривз, Г.; Хинкс, Дж. А.; Доннелли, ЮВ (10 августа 2017 г.). «Разработка самоорганизующихся решеток пузырьков гелия в вольфраме» . Научные отчеты . 7 (1): 7724. Бибкод : 2017NatSR...7.7724H . doi : 10.1038/s41598-017-07711-w . ПМК 5552738 . ПМИД 28798360 .
- ^ Гривз, Г.; и др. (2019). «Новая система микроскопов и ускорителей ионов для исследования материалов (МИАМИ-2) в Университете Хаддерсфилда» . НИМА . 931 : 37–43. Бибкод : 2019НИМПА.931...37Г . дои : 10.1016/j.nima.2019.03.074 .
- ^ «Гранты в сети» . ЭПСРК .
- ^ «Сэр Патрик Стюарт запускает ускоритель частиц стоимостью 3,5 миллиона фунтов стерлингов» . Новости Би-би-си . 16 марта 2018 года . Проверено 18 сентября 2018 г.
- ^ «Вольфрам слишком хрупок для термоядерных реакторов | IOM3» . www.iom3.org . Проверено 19 сентября 2018 г.
- ^ Харрисон, RW; Хинкс, Дж. А.; Доннелли, ЮВ (1 июня 2018 г.). «Влияние предварительно имплантированного гелия на тип дислокационной петли в вольфраме при самоионном облучении» (PDF) . Скрипта Материалия . 150 : 61–65. дои : 10.1016/j.scriptamat.2018.02.040 . ISSN 1359-6462 .