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원자로에서의 헬륨 이동(SIMS)

Helium in nuclear reactor - SIMS depth profile
원자로에서는 헬륨 이동과 포집은 팽창, 경화, 급격한 크리프 파괴, 블리스터링 등을 유발할 수 있습니다. 따라서 핵 구조 물질의 수명을 보장하려면 헬륨 확산 메커니즘을 더욱 잘 이해하고 표면 아래의 분포를 설명하는 것이 가장 중요합니다.

NRA(Nuclear Reaction Analysis), 양성자 후방 산란 또는 탄성 반동 탐지와 같이 핵 물질 분석에 일반적으로 사용되는 다른 기술과 비교할 때 SIMS는 더 나은 감도, 넓은 다이나믹 범위, 우수한 깊이 분해능과 함께 어떤 수학적 처리도 없이 불순물 프로파일을 직접 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있습니다.

최근의 연구에서 임플란트된 단결정 및 다결정 Fe 시료의 헬륨 분포를 측정했으며 5E18 at/cm3(60ppm 이하) 이상의 농도를 검출할 수 있었으며, 이를 통해 IMS 7f/7f-Auto가 제공하는 우수한 깊이방향 프로파일링 기능과 뛰어난 감지 한계가 확인되었습니다.

CsHe+ 분자 이온의 검출은 매우 높은 헬륨의 일차 이온화 전위를 극복하는 효율적인 방법이라는 점을 입증합니다. 60ppm 이상의 농도가 측정될 수 있습니다.

데이터: H. Lefaix-Jeuland et al, Nuclear Instru. and Methods in Physics Research B (2013)