|
Физика
При облучении мишени интенсивными потоками ионов и электронов с плотностью мощности более $10^7mbox{Вт/см}^2$ в ней генерируются мощные поля механических напряжений. Имеющая место при облучении модификация материала мишени часто связывается с воздействием таких напряжения. В случае идеально плоской облучаемой поверхности и однородного пучка имеет место одноосная деформация вещества, что позволяет проводить одномерные расчеты напряжений [1,2].
Реальная поверхность мишени всегда содержит микро-шероховатости, амплитуда которых составляет от долей до нескольких микрометров. Наличие возмущений облучаемой поверхности нарушает одноосную деформацию. В данном случае генерируются дополнительные (возмущенные) напряжения, которые повторяют рельеф поверхности и локализованы в приповерхностном слое глубиной порядка длины волны возмущения.
В докладе представлены результаты численного исследования влияния микро-шероховатостей поверхности на структуру напряжений в облучаемой мишени. Для моделирования использовался пакет программ BETAIN2 (Beam Target Interaction 2D), моделирующий упруго-пластические течения в мишени при воздействии на нее интенсивного ионного и электронного пучка в двумерной декартовой и цилиндрической системах координат. В основу численного кода положен метод решения системы уравнений МСС [3].
Рассматривается облучение электронными и ионными пучками с плотностью энергии $sim1div10mbox{Дж/см}^2$ и длительностью импульса облучения до $100mbox{нс}$. Показано, что амплитуда возмущенных напряжений достигает 1Кбар, что сопоставимо с амплитудой ударной волны, генерируемой облучением. Глубина локализации возмущенных напряжений составляет несколько десятков микрометров. Энергия поля возмущенных напряжений составляет существенную долю ($sim20%$) от полной энергии упругих напряжений мишени.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-Урал 04-01-96074.
[1] Akkerman A.Ph., Demidov B.A., Fortov V.E., et al. Application of high current electronic beams in dynamic physics of high temperature and pressure Preprint, Moscow. Chernogolovka. 1986.
[2] Чистяков С.А., Халиков С.В, Яловец А.П. Исследование формирования упругопластических волн в металлической мишени при воздействии потоков заряженных частиц. ЖТФ. 1993. Т.63. №1. С.31-40.
[3] Яловец А.П. Расчет течений среды при воздействии интенсивных потоков заряженных частиц. ПМТФ. 1997. №.1. С.151-166.
Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции
Дата последней модификации: 06-Jul-2012 (11:52:45)