无损正电子束探测损坏 支持辐射环境中的安全性改进

一个由多个机构组成的团队使用正电子束探测辐射效应的性质，从而提供了有关如何在铁膜中产生损伤的新见解。这项探索可以提高用于核反应堆和其他辐射环境的材料的安全性。

该项目的洛斯阿拉莫斯国家实验室材料科学家布拉斯·乌贝卢阿加说：“正电子不会破坏材料，它们可以暴露出很小浓度下涉及单个原子的缺陷。” “因此，它们是我们可以用来分析辐射损伤，提供有关材料缺陷性质的关键数据并建立我们对辐射效应理解的最敏感的探针之一。” 正电子是一种反物质，当它们与材料中的电子接触时便会消失，从而提供有关原子局部结构的信息。

当高能粒子撞击到材料中时，就会发生辐射破坏，使原子错位，并在晶体中产生缺陷-要么是原子缺失的位置，要么是原子之间或间隙位置的原子。该碰撞级联类似于将保龄球猛撞到保龄球上的保龄球，只是该球可能是中子，而销子是原子。产生的缺陷最终导致这些材料在许多极端环境下的失效，例如存在于核反应堆壁和各种组件中的那些环境。因此，必须了解在这些环境中材料中缺陷的产生方式和行为。

以铁的薄膜作为钢的模型，研究小组使用离子束(在实验室中加速了原子)来模拟反应堆中可能造成的破坏类型。

这些膜在材料中包含大量的空隙或孔。然后，研究小组使用了正电子和电子显微镜的组合来观察离子束损伤前后的材料。通过结合利用正电子和电子的表征技术，它们能够探询非常小的和更大的缺陷。具体而言，他们能够阐明新的机制，其中已经存在于材料中的空隙改变了在碰撞级联期间如何产生破坏。