مقایسه تاثیر تابش پالس پروتون‌های پرانرژی تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی بر روی فلزات سخت

در این تحقیق اثرات تخریب پروتون‌های پر انرژی تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی بر روی مورفولوژی سطحی و هم‌چنین پارامترهای ساختاری تنگستن و مولیبدن مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌های تنگستن و مولیبدن که در فاصله 6 سانتی‌متری از سر آند قرار داده شدند در 20 تخلیه با یون‌های هیدروژن مورد تابش قرار گرفتند. نمونه ها قبل و بعد از تابش دهی با میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می‌دهد که تابش پروتون های پرانرژی بر سطح تنگستن و مولیبدن باعث به وجود آمدن تاول، ترک و ذوب ‌شدگی در سطح نمونه ها شده است. از کد لی به منظور مشخصه یابی باریکه یونی دستگاه پلاسمای کانونی استفاده شد. نتایج کد لی نشان می‌دهد که در هر تخلیه تعداد 10^14×7.9 یون از ستون پلاسما ساطع می شود. از کد srim برای محاسبه تخریب ایجاد شده در تنگستن و مولیبدن و تراکم هیدروژن در عمق های مختلف تنگستن و مولیبدن استفاده شد. بر اساس نتایج کد srim بیشینه مقدار dpa/shot برای نمونه های تنگستن و مولیبدن تابش داده شده با یون‌های هیدروژن به ترتیب در عمق ‌های 150 و 250 نانومتر و برابر با 0.025 و 0.014 برآورد شد. بیشینه تراکم یون‌های هیدروژن در نمونه تابش داده شده تنگستن و مولیبدن در عمق های 150، 250 نانومتر به ترتیب 0.4 و 0.035 درصد می‌باشد.

comparison of the effect of high-energy proton pulse radiation produced in a plasma focus device on hard metals

in this research, the effects of high-energy proton bombardment produced by the plasma focus device on the surface morphology and structural parameters of tungsten and molybdenum were investigated. tungsten and molybdenum samples, placed 6 cm from the anode head, were irradiated with hydrogen ions for 20 discharges. the samples were examined before and after irradiation using a scanning electron microscope (sem). the sem results revealed blisters, cracks, and surface melting on both tungsten and molybdenum samples due to high-energy proton irradiation. to characterize the ion beam of the plasma focus device, lee’s code was employed. lee’s code indicated approximately 7.9 × 1014 ions are emitted from the plasma column in each discharge. additionally, the srim code was used to calculate damage caused by tungsten and molybdenum. in addition, it calculated the hydrogen density at various depths within the materials. according to the srim code results, the maximum value of displacements per atom (dpa) per shot for tungsten and molybdenum samples irradiated with hydrogen ions was estimated to be 0.025 and 0.014, respectively, at depths of 150 nm and 250 nm. moreover, the maximum concentration of hydrogen ions in the irradiated samples of tungsten and molybdenum at depths of 150 nm and 250 nm was 0.4% and 0.035%, respectively.