辐照效应文献调研报告

辐照效应文献调研报告

问:辐照效应的性质
  1. 答:在晶体中,辐照产生的各种缺陷一般称为辐照损伤。对于多数材料而言,主要是离位损伤。入射离子与材料中的原子核碰撞,一部分能量转换为靶原子的反冲动能,当此动能超过点阵位置的束缚能时,原子便可离位。最简单的辐照缺陷是孤立的点缺陷,如在金属中的弗仑克尔缺陷对(由一个点阵空位和一个间隙原子组成)。级联碰撞条件下,在约10 nm直径的体积内产生数百个空位和数百个间隙原子。若温度许可,间隙原子和空位可以彼此复合,或扩散到位错、晶界或表面等处而湮没,也可聚集成团或形成位错环。
    一般地说,电子或质子照射产生孤立的点缺陷。而中等能量(10-100KeV)的重离子容易形成空位团及位错环,而中子产生的是两种缺陷兼有。当材料在较高温度受大剂量辐照时,离位损伤导致肿胀,长大等宏观变化。肿谈歼胀是由于体内均匀产生的空位和间隙原子流向某些漏(如位错)处的量不平衡所致,位错吸收间隙原子比空位多,过剩的空位聚成微孔洞,造成体积胀大而密度降低。辐照长大只有尺寸改变而无体积变化,仅在各向异性显著的材料中,由于形成位错环的择优取向而造成。离位损伤造成的种种微观缺陷显然会导致材料力学性能变化,如辐照硬化、脆化以迹老及辐照蠕变等。辐照缺陷还引起增强扩散,并促使一系列由扩散控制或影响的过程加速进行,诸如溶解,沉淀,偏聚等,含州冲并往往导致非平衡态的实现。对于某些材料如高分子聚合物,陶瓷或硅酸盐等,另一类损伤,即电离损伤也很重要。入射粒子的另一部分能量转移给材料中的电子,使之激发或电离。这部分能量可导致健的断裂和辐照分解,相应的引起材料强度丧失,介电击穿强度下降等现象。
问:辐照效应的生物辐照效应
  1. 答:电离辐射辐照可使生物细胞内遗传物质的结构发生改变,因而引起生物形形***的性状突变。研究电离辐射辐照造成的生物效应学科称为放射生物学。在生物辐照效应,用照射量、比释动能和吸收剂量来衡量辐射剂量。
    电离辐射对生物体的照射启动一系列过程时间尺度不同的阶段斗念,大致可分为物理阶段、化学阶段段灶、生物阶段。
    (1) 物理阶段:射线与细胞中的原子之间的相互作用,属于射线与物质相互作用的物理过程,主要是原子、分子被电离、激发的过程。
    (2) 化学阶握销扮段:物理阶段的电离和激发导致化学键的断裂和自由基的形成,化学活性高的自由基与细胞中成分发生快速化学反应,最终导致电荷回归平衡。
    (3) 生物阶段:开始是与残存化学损伤作用的酶反应,修复损伤的DNA,极小部分未修复损伤最终造成细胞死亡。
    对人体来说,电离辐射可造成人体正常细胞的结构与功能变化,影响正常的新陈代谢过程,大剂量的辐照会危及生命,所以存在辐射源的场所,需要屏蔽以避免人体受到辐照,这属于辐射防护领域;另一方面,辐照可以杀死人体肿瘤细胞,可用来治疗肿瘤,核医学领域发展了γ刀、中子、质子和重离子辐照治疗。利用辐照生物效应,还可进行辐照育种、辐照杀虫和辐照灭菌。
问:辐照损伤的介绍
  1. 答:辐照对于材料和元器件(包括半导体器件和IC)产生损如山冲伤的基本机理渣歼是电离损伤和位移损伤。电离损伤主要是在半导体和绝缘体中产生电子-空穴对,需要的能量较低;而位移损伤主要是在半导体中产生晶格空位(即原子离开晶格位置后所留下的空位),需要的唯衡能量要高得多。半导体中的这些损伤也就是造成器件和IC的辐照效应的根本原因。
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