بررسی اثرات پالس پروتون‌های پرانرژی بر خواص سطحی و ساختاری مس و تنگستن توسط دستگاه پلاسمای کانونی Mtpf-2

در این مقاله نتایج به کارگیری دستگاه پلاسمای کانونی کم‌ انرژی mtpf-2 در بررسی اثرات تخریبی یون‌ های پرانرژی و موج ضربه بر سطوح تنگستن و مس ارایه شده است. تنگستن به عنوان یک فلز نسبتاً سخت و مس به عنوان یک فلز نسبتاً نرم انتخاب شده‌ اند. نمونه‌های تنگستن و مس در فاصله 8 سانتی‌متری از سطح آند و در زاویه صفر درجه نسبت به محور تقارن قرار داده شده و هم‌ زمان با یون‌ ها و موج ضربه حاصل از 20 تخلیه الکتریکی، مورد تابش قرار گرفتند. تخلیه‌ ها 12 کیلوولتی و در هیدروژن با فشار  mbar1 انجام شده ‌اند. با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف ‌نگاری پاشندگی انرژی ایکس و نیز آنالیز پراش پرتو ایکس، اقدام به آنالیز نمونه‌های مرجع و پرتودهی شده گردید. نتایج، علاوه بر تایید کارایی دستگاه mtpf-2 برای انجام پژوهش‌ هایی از این دست، نشان دادند که برخورد یون‌ ها و موج ضربه، باعث ایجاد ترک و تاول در تنگستن و مس، ذوب شدگی مس، تغییر پارامترهای بلوری از قبیل زوایای براگ، شدت قله‌ های طیف پراش، و نیز فاصله صفحات بلوری خواهند شد. محاسباتی که با استفاده از رابطه شرر انجام شد نیز تغییر میانگین اندازه بلورک‌ های هر دو فلز را نشان دادند.

Investigating the effects of highenergy pulsed protons on the surface and structural properties of copper and tungsten by MTPF2 plasma focus device

In the present work, the results of using a low energy plasma focus device MTPF2, in order to investigate the destructive effects of shockwave and highenergy ions on tungsten and copper surfaces, are presented. Tungsten and copper were selected as a relatively hard and soft metals, respectively. The samples were placed at a distance of 8 cm from the upper anode surface at zero degrees relative to the symmetry axis and were exposed to ions and a shockwave from 20 electrical discharges. The discharge voltages were 12 kV and carried out in hydrogen gas at a pressure of 1mbar. By using the optical microscopy images, scanning electron microscopy images, xray diffraction spectroscopy, and xray diffraction analysis, the reference and irradiated samples were analyzed. The results, in addition to confirming the performance of the MTPF2 device to be used in such studies, showed that the collision of ions and the shockwave creates, cracks and blister at the surface of the tungsten, lead to the creation of cracks, blisters, and melting of the copper surface, and changing the crystalline parameters such as the Bragg angles, the intensity of the peaks of the diffraction spectrum, and the distance between the crystalline plates. The calculations, which were performed by using the Scherrer’s formula also show a change in the average grain size of both metal surfaces.