Obiekty MIAMI

Próbka wolframu naświetlana jonami He 60 keV w temperaturze 500°C przy użyciu systemu MIAMI-1

Placówka MIAMI (skrót od Microscopes and Ion Accelerators for Materials Investigation ) to laboratorium naukowe znajdujące się w Ion Beam Center na Uniwersytecie w Huddersfield . Obiekt ten jest przeznaczony do badania interakcji wiązek jonów z materią. Obiekty łączą akceleratory jonów in situ z transmisyjnymi mikroskopami elektronowymi (TEM): techniką, która umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym skutków uszkodzeń spowodowanych promieniowaniem na mikrostrukturze różnych materiałów. Obecnie w laboratorium działają dwa takie systemy MIAMI-1 i MIAMI-2, które są jedynymi tego typu obiektami w Wielkiej Brytanii, a na świecie jest tylko kilka takich systemów. Placówka MIAMI jest również częścią UKNIBC (UK National Ion Beam Centre) wraz z uniwersytetami w Surrey i Manchesterze, które zapewniają pojedynczy punkt dostępu do szerokiej gamy akceleratorów i technik.

MIAMI-1

MIAMI-1 składa się z JEOL 2000FX TEM w połączeniu ze źródłem jonów Colutron o mocy 10 keV, które można przyspieszyć do 100 keV. System ten został początkowo skonstruowany na Uniwersytecie w Salford w 2008 roku i przeniesiony na Uniwersytet w Huddersfield w 2011 roku. Jest w stanie naświetlać materiały atomami gazu obojętnego w zakresie energii 2-100 keV, umożliwiając obserwację w nanoskali przemieszczania się naświetlanie. W szczególności został wykorzystany do obserwacji efektów, takich jak: duże rozpylania nanocząstek złota, które zostały napromieniowane Xe jony; tworzenie pasm skrętu w graficie pod wpływem napromieniowania ciężkimi jonami; oraz obserwacja uporządkowanych układów nanopęcherzyków helu w wolframie.

MIAMI-2

Obraz systemu MIAMI-2, przedstawiający linię TEM i niskoenergetyczną, z linią wiązkową o średniej energii schodzącą z piętra powyżej.
Stephena E. Donnelly'ego

Niedawno zbudowany w obiekcie MIAMI jest nowy system MIAMI-2, który został sfinansowany z grantu EPSRC , który został przyznany w 2015 roku i został oficjalnie otwarty 16 marca 2018 roku przez Sir Patricka Stewarta i profesora Stephena E. Donnelly'ego (dyrektora centrum). MIAMI-2 składa się z dwóch wiązek jonów: linii średniej energii 10-350 kV (National Electrostatic Corp.) zdolnej do przenoszenia większości jonów aż do Pb, przy energiach > 1 MeV (przy użyciu jonów potrójnie naładowanych); oraz wiązka niskoenergetyczna 1-20 keV dla lekkich jonów (H,He). Są one połączone z 300 kV H-9500 Hitachi TEM, który jest wyposażony w EELS i EDS do analizy pierwiastkowej i chemicznej oraz system wtrysku gazu umożliwiający napromienianie jonowe materiałów w warunkach innych niż otoczenia (> 1 Pa). Podstawowym zastosowaniem zdolności podwójnej wiązki jonów systemu MIAMI-2 jest badanie efektów synergicznych dużych ilości uszkodzeń spowodowanych ciężkimi jonami i wtryskiem gazu He lub H (reprezentującego gromadzenie się gazu transmutacyjnego), aby lepiej replikować skutki promieniowania neutronowego. Jedno ze wstępnych badań nad systemem MIAMI-2 wykazało, że wolfram (materiał do wyboru w dywersora w ITER i DEMO Fusion reaktory) powoduje nagromadzenie większej liczby nieruchomych defektów, które nieuchronnie powodują zwiększoną kruchość, gdy są napromieniowane podwójnym napromieniowaniem ciężkimi i lekkimi jonami w porównaniu z samym napromieniowaniem lekkimi jonami.

  1. ^ „Ion Beam Center (IBC) - University of Huddersfield” . research.hud.ac.uk .
  2. ^ Hinks, JA (1 grudnia 2009). „Przegląd transmisyjnych mikroskopów elektronowych z napromieniowaniem jonowym in situ”. Instrumenty i metody jądrowe w badaniach fizyki Sekcja B: Oddziaływania wiązek z materiałami i atomami . 267 (23–24): 3652–3662. Bibcode : 2009NIMPB.267.3652H . doi : 10.1016/j.nimb.2009.09.014 .
  3. ^ „Witryna UKNIBC” .
  4. ^ „Centrum wiązki jonowej Surrey” .
  5. ^ „Ośrodek Dalton Cumbrian” .
  6. Bibliografia _ van den Berg, JA; Donnelly, SE (1 marca 2011). „MIAMI: mikroskop i akcelerator jonów do badań materiałów” (PDF) . Journal of Vacuum Science & Technology A: Próżnia, powierzchnie i filmy . 29 (2): 021003. Bibcode : 2011JVSTA..29b1003H . doi : 10.1116/1.3543707 .
  7. ^    Greaves, G.; Hinks, JA; Busby, P.; Mellors, New Jersey; Ilinow, A.; Kuronen, A.; Nordlund, K.; Donnelly, SE (8 sierpnia 2013). „Zwiększona wydajność rozpylania w wyniku uderzeń pojedynczych jonów w złote nanopręciki” (PDF) . Fizyczne listy przeglądowe . 111 (6): 065504. Bibcode : 2013PhRvL.111f5504G . doi : 10.1103/PhysRevLett.111.065504 . PMID 23971585 . S2CID 14753069 .
  8. Bibliografia   _ Haigh, SJ; Greaves, G.; Sweeney, F.; Pan, CT; Młody, RJ; Donnelly, SE (1 marca 2014). „Dynamiczna ewolucja mikrostrukturalna grafitu pod wpływem napromieniania wypierającego” (PDF) . węgiel . 68 : 273–284. doi : 10.1016/j.carbon.2013.11.002 . S2CID 2327646 .
  9. Bibliografia    _ Greaves, G.; Hinks, JA; Donnelly, SE (10 sierpnia 2017). „Inżynieria samoorganizujących się sieci pęcherzyków helu w wolframie” . Raporty naukowe . 7 (1): 7724. Bibcode : 2017NatSR...7.7724H . doi : 10.1038/s41598-017-07711-w . PMC 5552738 . PMID 28798360 .
  10. ^ Greaves, G.; i in. (2019). „Nowy system mikroskopów i akceleratorów jonów do badań materiałów (MIAMI-2) na Uniwersytecie w Huddersfield” . NIMA . 931 : 37–43. Bibcode : 2019NIMPA.931...37G . doi : 10.1016/j.nima.2019.03.074 .
  11. ^ „Dotacje w Internecie” . EPSRC .
  12. ^ „Sir Patrick Stewart uruchamia akcelerator cząstek o wartości 3,5 miliona funtów” . wiadomości BBC . 16 marca 2018 . Źródło 18 września 2018 r .
  13. ^ „Wolfram zbyt kruchy dla reaktorów termojądrowych | IOM3” . www.iom3.org . Źródło 19 września 2018 r .
  14. Bibliografia   _ Hinks, JA; Donnelly, SE (1 czerwca 2018). „Wpływ preimplantowanego helu na typ pętli dyslokacji w wolframie pod wpływem napromieniania jonów własnych” (PDF) . Scripta Materialia . 150 : 61–65. doi : 10.1016/j.scriptamat.2018.02.040 . ISSN 1359-6462 .

Linki zewnętrzne

Współrzędne :

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=MIAMI_Facilities&oldid=1121710986 ”