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人们普遍了解辐射,但对其影响却知之甚少,科学家们多年来一直在努力了解辐射。他们使用了许多方法来做到这一点,包括测试辐射对材料的影响,以更好地了解它们的特性和用途。亚博网站下载典型的辐射是电离:电磁能量将电子从原子中敲出以产生离子,而不是磁共振成像(MRI)或微波中发现的非电离形式。
辐射在材料上的新用途
晶体位错
2016年麻省理工学院核科学与工程系Del Favero博士论文奖得主李明达博士研究了晶格结构中如何产生晶体位错(辐射的副产物)。亚博老虎机网登录他主要使用显微镜和光谱学进行这些研究。
晶格结构中精确位置上的缺陷可以改变材料的电子特性。总的来说,与机械或化学方法相比,辐射能可以更均匀地产生缺陷,并且具有更高的密度,这一特性在热电等应用中可能特别有用。
单层膜
能源部SLAC国家加速器实验室的研究人员使用一种称为超快电子衍射(UED)的技术,将二硫化钼单层样品(表面有褶皱)放入高能电子束中。超短脉冲中的电子从样品的原子中散射出来,在探测器上产生一个信号,这样科学家就知道原子的位置。然后,该团队使用超短激光脉冲激发材料中的运动,导致散射图案随时间变化。
这项技术使人们能够在不到1 / 10万亿分之一秒的时间内观察到分子内电子和原子核的运动,并第一次展示了物质表面的波纹是如何在激光的作用下形成和演变的。
数据显示,光脉冲在大约一万亿分之一秒的时间内产生了厚度超过该层15%的褶皱。这些结果表明,不同材料的单分子层可以组装在一起,形成具有新的光学、机械、电子和化学性质的混合材料。亚博网站下载
GdSi
美国能源部高级光子源(APS)和阿贡国家实验室的研究人员在钆(Gd)和硅(Si)的化合物GdSi上应用了4-ID-D x射线束。x射线穿透晶体斑点,提供了有关原子和电子位置和状态的信息。
尽管缩小到原来体积的七分之一,研究小组发现GdSi的磁性仍然很强,这是出乎意料的。通过形成一个弹性的上层结构,根据电子对严酷条件的反应,研究人员相信,这种材料可能对数字记忆有用,因为它需要经得起极端暴露。
沥青质
私营能源技术公司PetroBeam使用高能电子引起碳氢化合物裂解反应。一项专利工艺可以裂解沥青质(该公司称沥青质是原油中最难分解的成分),从而使原料的分子量发生变化,从而降低总体密度和粘度。
实验室规模的试验表明,电子束处理破坏和部分分解原油和沥青中的重成分,如沥青质。这项技术的商业化正在离子束应用公司(Ion Beam Applications s.a.)的投资下进行,离子束应用公司是电子束加速器的全球领导者,该公司被认为拥有全球大约80%的安装功率。
PetroBeam表示,它可以显著降低重油炼制的资本密集度。通过使用该工艺处理初级蒸馏后的原料,炼油厂可以将焦化能力提高约30%,资本成本为3000美元/桶/天,该公司估计在工艺启动后的12-18个月内即可回收。
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