اولین مشاهده از جابه‌جایی نقص‌های بلوری مواد

اخیراً چند گروه از محققان ژاپنی در تحقیقات جداگانه‌ای به نتایجی رسیده‌اند که موجب شک‌ بر نظریه‌های کنونی مربوط به نقایص بلوری مواد و آسیب‌های میکروساختاری ناشی از تابش پرتو بر فلزات در محیط راکتورهای هسته‌ای، شده‌است.

بررسی پدیده‌هایی مانند شکافت و جوش هسته‌ای
و فراوری پرتو یونی مستلزم آگاهی از جزئیات این پدیده‌هاست. گسیل ذرات
پرانرژی از مواد پرتوزا تأثیر بسیار زیادی بر خواص میکروساختاری آنها می‌گذارد
که تاکنون ناشناخته مانده‌است؛ به‌عنوان مثال تابش یون‌ها و نوترون‌های
پرانرژی به یک ماده، موجب تشکیل خوشه‌های ظرفیتی و اتم‌های میان‌شبکه‌ای
SIA(self-interstitial atoms) می‌شود.

اخیراً چند گروه از محققان ژاپنی در تحقیقات جداگانه‌ای ـ که در این زمینه
بر روی آهن و طلا انجام داده‌اند ـ به نتایجی رسیده‌اند که موجب شک‌ بر
نظریه‌های کنونی مربوط به نقایص بلوری مواد و آسیب‌های میکروساختاری ناشی
از تابش پرتو بر فلزات در محیط راکتورهای هسته‌ای، شده‌است.

آنها با استفاده از روش TEM موضعی و در غیاب تنش، به وجود حلقه‌های
نانومتری متحرکی از نقص‌ها و خوشه‌های ظرفیتی، با جابه‌جایی بین شش تا ۲۰
نانومتر(بسیار بزرگ‌تر از حد مورد انتظار در شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی)
در آهن و مهاجرت یک‌بعدی خوشه‌های ظرفیتی نانومتری در شبکه بلوری مکعب مرکز
وجهی (fcc) طلا، پی بردند. آنها حتی حلقه‌های ظرفیتی پرتحرکی را به شکل
چهاروجهی‌های ناقص به‌هم‌چسبیده مشاهده نمودند که موجب خودسامانی خوشه‌های
ظرفیتی می‌گشت و دانشمندان امیدوارند تا به کمک آن بتوان از بین رفتن نقص
شبکه در فلزات و حتی نیمه رساناها را کنترل نمود.

به نظر این محققان علت این جابه‌جایی‌های یک‌بعدی ـ که سریع‌تر از جابه‌جایی
همین ظرفیت‌ها در حالت عادی است ـ را باید در محیط کاترل پیرامونی(Cottrell
atmospheres) و وجود اتم‌های ناخالص میان‌شبکه‌ای جستجو نمود.

گفتنی است این یافته‌ها ـ که پیش‌بینی دقیق طول عمر مواد مقاوم در برابر
تابش، از جمله کاربردهای آن شمرده شده‌است ـ به تأیید دانشگاه آکسفورد و
آزمایشگاه ملی آرگون هم رسیده‌است.