Unitatea executantă

Tema 3: Studiul comportarii unor materiale in campuri de radiatii intense

Faza 4: Analiza unor probe de sticlă iradiate cu radiaţii gamma prin metoda spectrometriei de masă.
In cadrul acestei faze a proiectului au fost desfasurate urmatoarele activitati:

Realizarea de studii avansate în domeniul comportării materialelor optice. Se urmareşte schimbarea morfologica a defectelor create prin actiunea fasciculului laser în probe optice, in functie de gradul de iradiere gama, si a variatiei relative a intensitatii elementelor , nespecifice, responsabile de absorbtia plasmei, in UV.

Iradierea unor probe din material optic la radiatii gama, la doze prestabilite (DRMR- IFIN-HH). S-a realizat un colimator fascicul gama in trepte.

Interactia proba - fascicul laser, obtinerea unor defecte de tip crater dependente de doza. S-a realizat un suport probe reglabil.

Determinarea prin microscopie optica si/sau prin simulare a marimii craterelor si a adancimii de penetrare.

Determinarea variatiei relative a intensitatii impuritatilor metalice detectabile (ex. Fe), dintr-o proba iradiata raportata la una neiradiata, responsabile de cresterea absorbtiei in plasma a fasciculului laser.

Experimentul a avut la baza utilizarea unei densitati de putere de Go = 7.5 GW/cm2, care a dus la obtinerea unor praguri de degradare al materialului optic de aproximativ Gth. = 19 J/cm2 pentru proba neiradiate si respectiv Gth. = 11.9 J/cm2 pentru proba cu doza cea mai mare. A rezultat o scadere a pragului de distruigere de aproximativ 1.6 ori pentru proba iradiata fata de cea neiradiata.

In general, desi valoarea densitatii de putere a degradarii pentru iradierea laser cu mai multe pulsuri este inferioara celei mono-puls, efectul de degradare este similar datorita efectului de cumulare a contributiei fiecarui puls.

Imprecizia determinarii dimensiunulor craterelor masurate, prim metoda microscopiei optice, necesita pe viitor o abordare a acestei probleme, prin elaborarea unei metode noi pentru masurarea dimensiunilor craterelor printr-o metoda bazata pe prelucrea digitala a imaginilor capturate cu o camera CCD, iar verificarea adancimii de patrundere, fata de cea teoretica, ar putea fi realizata prin tehnica microscopiei de forta atomica.

Au fost identificate cauzele responsabile pentru initierea degradarii materialului optic: electronii produsi prin fotoionizarea mono-puls directa pentru proba neiradiata si/sau electronii Compton pentru cele iradiate. Factorul intensificator al degradarii este dat de, cresterea absorbtiei indusa de radiatiile gama in proba, si de efectul termic suplimentar al radiatiei laser in plasma ejectata. Astfel, cu cat suprafata defectelor creste, cu atat cantitatea de material rezultat pe zonele adiacente are efectul unor impuritati de suprafata ce duc la imprastierea fasciculului laser. Aceste informatii sunt de un anumit interes pentru viitoarele experimente de fizica nucleara cu laser.