Degradace materiálů vlivem záření IBWS 2006 25. – 28.10. 2006 ve Vlašimi.

Prezentace na téma: "Degradace materiálů vlivem záření IBWS 2006 25. – 28.10. 2006 ve Vlašimi."— Transkript prezentace:

1 Degradace materiálů vlivem záření IBWS 2006 25. – 28.10. 2006 ve Vlašimi

2 Van Allenův pás radiačního záření – prstenec elektricky nabitých částic o vysoké energii (plasma) kolem země, které jsou zachycovány magnetickým polem - pásy se úzce vztahují k polární září (částice narážejí na horní atmosféru a fluoreskují) - elektrony o vysoké energii tvoří 2 výrazné pásy, zatímco protony jediný pás

3 Van Allen radiation belts

4 Vnější pás - rozprostírá se ve výšce 5 000 – 65 000 km, největší intenzita mezi 14 500 – 19 000 km - složen z:a) hlavně z elektronů o vysoké energii (0,1 – 10 MeV) b) různých iontů ve většině případů ve formě vysoce energetických protonů, část je tvořena  - částicemi. - energetický tok částic může dramaticky růst a klesatv souvislosti s geomagnetickými bouřkami

5 Vnitřní pás - rozprostírá se ve výšce 4000 mil nad povrchem Země - složen hlavně z protonů o vysoké energii (desítky MeV) - vedlejší produkt kosmického záření - domněnka, že protony o energii přes 50 MeV v nižších výškách jsou výsledkem  rozpadu neutronů vznikajících kolizí kosmic.záření s jádry horní atmosféry

6 - ochrana komponent citlivých na radiaci je důležitá - vlivem radiace ve Van Allenových pásech mohou být zničeny solární články, integrované obvody i senzory (např. v roce 1962 byly účinky Van Allenových pásů dočasně zesíleny díky výškovým nukleárním explozím – Starfish Prime test - několik satelitů přestalo fungovat) - negativním účinkům radiace se v současnosti předchází:a) miniaturizací součástek citlivých na radiaci b) vývojem dokonalejších ochranných krytů

7 Vliv záření na změny materiálů  ozáření svazkem částic (fotony, elektrony, neutrony) přináší změny v jejich struktuře  v závislosti na energii částic, jejich dávce a typu mohou být změny různé: od tvarových defektů až po fázové přechody  záření elektronů způsobuje chaos v původní struktuře látky a způsobuje amorfizaci krystalických vzorků doprovázenou změnou objemu  radiace skla separace fází, akumulace plynů

8 Alkalická křemičitá skla - tvorba elektrického pole uvnitř ozářeného objemu nerovnováhou mezi přicházejícím a odcházejícím nábojemdochází k migraci alkalických iontů - kritická dávka záření (závisí na složení materiálu a energii svazku elektronů) - dávka záření nižší než je kritická dávka pomalá migrace iontů, komprese navenek neviditelné mikro změny struktury (změny vazeb, změny pnutí...) - dávka záření, která překročí kritickou mez náhlý nárůst migrace, expanze viditelné změny ve struktuře materiálu (změny objemu, deformace tvaru...) mikro i makro změny v materiálu závisejí na celkové dávce záření

9

10

11

12 - dávkou záření lze “ladit” velikost deformace při stejné teplotě - vliv na klasické optiky: - růst pnutí (menší dávky komprese, větší expanze) - citlivost na vibrace (křehnutí) - změny objemu – tvaru - změny indexu lomu - změna tepelné vodivosti materíálu - poruchy krystalové struktury (křemík) - eperimentálně bylo ozařováno svazkem elektronů jen malá ploška, pro naše účely by bylo potřeba homogenní ozáření celé plochy materiálu