Радиолиз щелочногалоидных кристаллов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

В0?0НЕ5С:п:Л ОРДШ ЛЛИЯН ГОЯГДАРЙБЕННУЗ УШЗЗРСИТЕТ ПЕНИ лжнсхсго ксмссаогл

Из примт рзгкопяоп

ЛРЛГАН ОЛЕГ ПЕТРОВИЧ

да' 539.219; 519.21

РАдКОЛ'.З ПЕЮТЛСГАЛОИЛННХ КРИСТАЛЛОВ 01.04.- фнэпка твердого тала

Авторзфчрат глссертации па оопсканяв учзноя отзпоттп ка в ляда та ^иэгао-мтеиатичэокнх глр<

Работа выполнена в Львовской ордена Ленина государственной университете ииени Ив.Франко.

Научны* руководитель

доктор физико-математических наук, профессор|Цаль Н.аЛ

Официальные оппоненты: - доктор физико-математических наук,

профессор Камышева Л.Н. - кандидат физико-математических нау осиотент Матвеев Н.Н,

Ведущая организация: Вороневскив политехнический институт.

Защита состоится 27 декабря 1990 года на заседании специали-аированного совета К 06S.4C.02 в Воронежской ордена Ленина государственной университете имени Ленинского комсомола С39ЧС91', г.Вороиев, Университетская пл., I, ВГУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского ордена Ленина государственного университета имени Ленинского ком. соиоха.

Автореферат разослан " /9 " //_1990 г.

Ученик секретарь специализированного совета

\ .

7"

'ОлА-Л/

копытга и.о.

ОЕуАЛ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность тени. Широкое использование ионизирупцих излу-п различных областях науки и техники ставит проблему ко слепя взаимодействия излучения с веществом, одним из важных тов этой проблемы является исследование свойотв кристаллов овилх совместного действия рлда факторов (выоокого вакуума овнгеиных тенпоратурах и воздействии радиации), поскольку омернооти поведения твердого тела в этом случао существенно аются от поведения его в нормальных условиях. Интерес к этой проблеме стимулируется такие развитие« атом-ромипленности и космических исследований, при которых воэ-т необходимость выявления обл.ос закономерностей в рзадациои-зменении материалов, вияонения роли типа крисгалли«еокоП туры, характера связой в отруктуре и химического состава иала на его радиационную повреждаемость. При рспэнга! вопроса о роли химического состава в рэдиаино!}-оврет* Дении кристаллической структуры благоприятнь*! объектом тся шелочногплоидные кристаллы (ГГК), так как на них нахоп-равнительно большой экспер!ментальний материал по изучения"' иконного дофектообразовання. Ионные кристаллы - это один из Ггаих классов твердых тол с физическими свойствами, обуолов-ми ионным характером связей. Поэтому в тстонлео время ш х кристаллах успепно ведутся исспо давания фундаментальных ем физики твердого тела. Простота структуры ГГК, достаточная нность их свойств и, в частности, центров окраски, делао? их эторой степени модельными объектами для физики твердого тола . Поэтому вахной тучной задачей <?ГТ является исследование ри совместном воздействии радиации, вакуума, температуры и ытио механизма яллоний, происходядгос при этом в кргаталяах. гояцео время нот еще 1адлежаг.ей ясиости в этих вопросах. Это ч :тольноя степени относится к области, бояьакх доз, когда :;еннзя кристаллом энергия облучения соразмерю с энергией г:и и происходит коагуляция точечных дефектов в коллоидальные пическив иентрц, наступает радиационное раэяезенне СГК. Зле до ва гель но, актуальность исс ледования процесса рзаозгэа з л .чете я как нэобходимоотьв глубокого понимания процзесоэ, 1х в основе рапкгикошк*"хиничеаякх ракпия, таз я прагг:чоо-зтребкозтьв еозигия радиаиионностопкк; аатпразоэ, опссоб-чйзтзтъ э уолоэипх ¡ятэнэкзмогэ я земгэяьиого ебаучанпя.

Цоаьв данной работы является комплексное исслодоганпо сое- . местного воздействия вакуума, темпера тури и облучения на кинетические закономерности процесса раниолиза ЕГК " их интерпретация.

Исходя кз этого, в диссертационной работе решались следующие основные задачи иоследовония:

- разработка методики и аппаратуры для электролитического окрашивания ЕГК в процоссо роста кристаллов;

- конструирование и изготовление установки для получения угольных реплик свекеоколотых поверхностей ОГК в условиях высокого вакууна при повышенных температурах о обеспечением еозмоеноо-ти облучения кристаллов рентгеновскими лучами;

- исследование условия образования коллоидальных центров и их накопления путей изучения оптических спектров поглощения;

- дилатометрические исследования ШГК;

- изучение кинетики выделения компонентов при радиолизе

ШГК;

- исследование закономерностей процесса радиолиза при изменении внешних условий, а такке состояния и состава кристаллов;

- анализ возможности описания радиолиза ЕГК о точки зрения синергетики на основа оусеотвусцих концепций о динамике сясгных систем и соответствующих теоретических моделей.

Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования использовались кеактивированные и легированные ШГК ( №8г , №зС£, №Р , КСС , ИР , СзВг ), выращенные методом Кирополуоа. Для создания радиационных Дефектов были использованы рентгеновское и ^ - излучения.

В работе использовался комплекс экспериментальных методик: измерение спектров поглощения, ионной проводимости, анализа ыаоо-спектрограмн, оптичеогая и электронная микроскопия, дилатометрические исследования, радиационный выход компонентов (продуктов радиолиза), выделяющихся из кристаллов во время облучения их в вакууме, определялся при помощи методики, основанной на изменении одвига резоюненой частоты кояебания кварцевой пластинки под действием ооаждасиойая на ней пленки. Усовераегствована методика насо-апоктромегричеокого исследования продуктов радиолиза дала возмоаность изучать кинетику быстропротекавцкх процессов при радио визе ЩГН.

Научная новизна и практическая ценность. Лр1 исследовании » процесса радиолиза ЦГК о помощью смегстронного иасс-спектронотра обшрукено иеизвеотное ране о явление - пуяьокруащее висояощю кон-

ентов кристалла в процессе его рдиолизма в впдз стоярэгных ьсацип ингоношмюсти, кмеюпих тенденцию к сшпрошзпцип во 119 НИ.

Установлен!) закономерности этого явления: завнсстость часто-и интенсивности выделения па логе га и мета л га пз криоталясэ температур, исходной дефектности облучаемых образцов ::х ста ллогр^ическоЯ ориентации и гитексетности рэтггеисзслогэ учения. Определены температурил и дозозыЯ порош, посла доо-ения которых происходит выброа продуктов рсюлпза т:з крлстал-. Вменены пр!чини этого явления.

Ш основании результатов эксперкпснтзаышх нсслэ дезания п зленных при этом законсмерностеП разрботат тгореттосг.ая ель описания регистрогрмм процесса рдиолиза СП! и обьлено-породегал характеристик этого процесса под влиянием гпептк де Летай П.

Прпгмчэокая значимость работы обусловлзт аггтулльнезтьп зпеч9!Г!л кадолиссти и долговечности рбоги устро".от*% 3 ГОГОТ!" ченяотсл исследуем!« кристалла, з условиях гозг.е':гл'т.: гепп-о и иошзируЕцого из луче нал. Результаты рбогы к*шу? пр:'л при создании теории радиолиза твордых тол. ¡Грот ;ого, рзуль-и шстонг.еЯ работы рас:гнряют представ »о тто о проп^эслх оОрзо-ни новой '^азм в к рис тп л га и зозкчкистгал гчглзшшпшг. гл , в частности, при изучении газового распухания (свояшгга) «торного горячего. 0!гл могут быть использованы при -оптруиро-ии дозиметрической аппаратуры, в а точная энергот;;':'), для лгэ-э пгмов при записи информации на СзссереОрчных носителях.

Результаты исоле довапя зависимого количества зыделяппегеал ртдиолизо вепоства от зояичины поглс-онпол крлс?л::см рдна-1но.1 дезы использсзанэ, в частности, прп созчагп: способа слрэ-н:;!л радиационной дозы.

На защиту Зыносягол слздусг;но тучныо поясзе1г.1Л :: резульгаты

1. Появление коллоидальная Х-пояози в спектрах лагло^енгм :таллов указывав? !п начало процесса зигезос/л "с::поне1ггсв пел юлизо.

2. В определен моя температурном интервале выделение помпонеи-п>:н рдлояпзо ¡V"1)? пулюнрупггП! хяркгер, чазтэ.а пульсация !с;:т от гемпературы, природы крптэллл :: г г о ориентации.

С/.'гзргсУячгзкая трзкговка зимхрит.гаттг! огглямг'х чп-тоэ

выбросог тззпоства компонентов объясняет пульсации интенсивности Процоооа, Q правила Вольтеррн - его изнеиония под влиянием внешних воздействий.

Дпробаиия работы. Основные розультаты, изложенные в диссертации, докладывали':', и обсуждались на: ХУЛ, ХУ1", ХХУ научных конференциях Гл-вовского госуниверситета (Львов, 1974 г., 1975 г., ЛУ78 г., J96J. г.); И, и, 1У Всесоюзном Совещании по радиационной физпко и химии иони:;х кристаллов (Рип>, 1973 г., J975 г., 1978 г.) xxj Всесовзном Совещании по люмииасионции криоталлсфосфоров (Ставрополь, Е73 г.); Всесоюзном симпозиуме по радиационной физике и линии ионных кристаллов (Звенигород под Москвой,- J974 г.); семинаре отдала физик; Западного научного центра АН УССР (Львов, E'V'i г.); I Восссгзном симпозиуме по активной поверхности твердых тг.-л (Прту, D74 г.), розпу^лпка неких копфер:. чциях Статистические Mf токи теории перелзчи и преобразовании ин*орчоииончых сиги-.л'П! (;:•■•.••:, 19 76-г., J97P ;•., К79 г., 1981 г., БВЗг., Г'Н5 г.); IJ'jccогзном соиогипип ГО лет Отечественного рентгеновского пркоороотрорнил н xii Воссогоном совещании по рпптгепогскоп спектроскопии (ЗЬшшграа, ©VI! г.); Всесоюзном совегании баграм-ми состо:ни:п металлических систем (Москва, В 78 г.); Мт.дуноро!^ чоГ: кешрореиции по радиационной 'Лишке полупроводников и родстве ih них материалов (Тбилиси, Е'79 г.); Всесоюзном симпозиуме Космические флюктуации в физических, химических и биологических систо-мах (Пупипо, Московской обл., I9E3 г.); Всесоюзном не*;дисциплинарной семинара Мапытобиологпя н роль межпланетного поля в биодинамике (Москва, 1985 г.); IX Всососзном семит ре Статистические методы обработки сигналов и их практические применения (Туапсе, IPB5 г.); Региональная научно-техническая конференция Измерение характеристик случайных сигналов с приме нашем микроманинних оредств (Новосибирск, 1988 г.); Всесоюзная научно-техническая конференция Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов (Львов, 1988 г.); Всесоюзная научно-техническая конференция Методы представлення и обработки случайных сигналов и полей (Туапсе, 1989 г.), Школа-симпозиум системология: Междисциплинарные исследования и проектирование сложных систем (Ш-90) Ворохта 1990 г.

Публикация и вклад автора. Основные результаты диссертации опубликована в 30 научных работах, препринте, а способ определен;: дозы ионизиругцего излучения'защицен авторским свидетельском. В этих роботах автору принадлежат результат и выводы, опубликован-

ао в диссертации и автореферате.

0(5ъем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав выводами, заключения, изложена на 101 страницах машинописного зкота, содержит 33 рюунка. Библиография включает/У? найма копия отечественных и зарубежных цитируемых источников.

содш.;лше глюти

Во введении обп&ногапа актуальность работы, сформулирована зль исследования, помппна научная новизна и практичеокал цо|}-)сть диссертации, сформулированы основные положения, выносимые I защиту, дана краткая аннотация работ!).

В первой главе приведен обзор литературных данных по флзи-!ским процессам, происходящим в ионных кристаллах, под действием [Диации. Особое внимание уделено работам по изучонип радиациом-IX дефектов, их агрзгатиэпц'.и с образованием коллоидных частиц ¡4) и кластеров галогена (котчных продуктов радиолнза), нее ломаниям процесса радиолнза, выполненных при помощи мзос-спектро-трпческих, электронно-микроскопических и оптических методов.

Во второй главе дано обоснование и описашю методик прпго-влоннл образцов для исследования и методик самих исследований: осмотрены вопросы проведения оптических, масс-споктромотрччпс-х и дипатомотрических исследования. Методика подготовки образ-в включает выращивание монокр,:сталлов исолодуемых вогоств и их раппвание.

В работе использовались пеактивировашыо и легированные ги.> ксилом ОН монокристаллы полочных полой ( НаВг , МаС? , , КСС , Г , СэВг ), выращенные по методу Кирспулося из сырья марки ОТ". Легирование кристаллов проводилось путем добавлошл примо-в расплавлонну» соль. Кристаллы для исследований окрашивались дитивно, электролитически и радианионно.

Аддитивное окрашивание кристаллов проводилось длительным огрев он их в парах палочного металла. Для электролитнчеокого рзиивания кристаллов в процеоое роота была разработана и ил го-зле на специальная установка.

Спектры оптг.чеокого поглощения измерялись о помощъгэ уотанов-, смонтированной на базе спектрофотометра С-5-16, в интервале щоратур от 77 К до 7С0 К. Установка позволлот измерять спектр/ ^лощения в процессе облучают кристаллов рентгеновскими лучами, грольныо измерении проводились щ СДЗг-2.

Для изучения состояния поверхности кристаллов в процессе

действия на них теплоты и ионизирующего излучения, пыяоиения меот выброса вещества и изучения их структуры использовались сконструированная и изготовленная уотановка, обеспечивающая раака.ливонио кристаллов, получение угольных реплик свежеокоаауоа поверхности ШГК в условиях высокого вакуума при повышенной 5№-пературе, а токко облучение исследуемого кристалла ронтгэиоаск»-ми лучами до напыления угольной пленки или непосредственно «ооло ее напыления. Угольные реплики поверхности исследовались в электронном микроокопе УЭНВ-КЮК.

Исследование состава газов, выделяющихся из ШГК в процессе их радиопиза под дойствием теплоты и радиации в условиях высокого Еакуума и киногики самого процесса их выделения производились при помощи масс-спектрометра смегатронного типа, позвояяюиого изучать кинетику быстропротскпюцих процессов газовыделония при рациопизо ШГК.

Дилатометрические исследования проводились ни дилатометра типа -15С0КН по методике, описанной в инструкции к прибору.

В третьей главе диссертации приводима результаты измерений спектров оптичеокого поглощения закалонных и оттоженных ШГК в температурной области от температуры 77 К до 673 К.

Б облученных при комштной температуре (ИТ) I* -пучами от изотопа ИСО кристаллах МаБг дозой до 8,77-10 Гр проявляется лишь Р -полоса с максимумом ИО нм. Повышение дозы облучения приводит к увеличению поглощения в области 650-1000 им, обусловленного образованием Г -агрегатных центров. Чувствительность кристаллов №Вг и НаСЕ. к радиационному окрашиванию сильно возрастает, когда они легированы небольшими добавками гидролсила (цо 1мол.'). В кристаллах №аВг-0~ , облученных при (Л1 рентгеновскими лучами в видимой области опектра наблюдается лишь ? -полоса с максимумом 535 им. В ультрафиолетовой облаоти четко проявляется полоса поглощения о максимумом 260 нм, которая отнооитоя к кислородным цонтрам - скоплениям диполей (0""- Уан ) Соответствующая полооа в кристаллах ЫаСС-О" имеет место при 268 юм.

Повышение температуры облучаемых кристаллов №Вг-0 до 390 К приводит к появлению наряду о Г -полосой К -полосы с максимумом 625 ни. Дапыюпиее погыпение температур! облуиегая. до 530 К создает узкую X -полосу о максимумом 620 нк. Су&^нио Х-попооы обусловлено полным превращениям Г—»Х-

Кривые накопления F - и Х-Цонтров а кристаллах NaSr-0 нтгенизированннх при температурах от 290 до 1\Ю К имепт атрий начальный рост, сменявшийся медленным, п в рву о дядин в зызениэ.

D кристаллах NaCt-0 медленно охлажденных (оттоген-к), доза у -радиации 395-10"5 Гр приводит к появление пикой неэлементарной полосы с максимумом 625 нм, в то время как закаленных кристаллах при дозе облучения '+,395 Гр наряду с • М и ¡{-полосами наблюдается Достаточно интенсивная Х-полоса, горая при увеличении дозы облучения до 0,77-ГО^ Гр становится шнирусщеП. Интенсивная Х-полоса с максимумом 590 in в обеих юталгах появляется при дозе радиации 395" Я)^ Гр. Однако и )Том случае интенсивность Х-полосн в закаленных образцах су-¡твенно выпе.

Облученио при повыпенных температурах кргсгаллов NaCl-0~ »чина л от 563 К и выяе) сравнительно низкими дозами (на '4-5 задков Hirse, чем при !СТ) приводит к прямому создание Х-оонг-

Постепенное повышенно температуры облучаем!« кристаллов шодит к сдвигу максимума полосы в длинноволновую облаоть 1ктра о одновременным увеличением полуширины полосы. IJ закллон-: кристаллах узкая симметричная Х-полюса появллотся npi темпо-'урэх на 15-20° ник о, че:; в отток вшшх кристаллах.

Облученные одинаковой дозой кристиллы ' NaCt-0" обеих серий ерглшались в темноте при KT на протяжении 600 часов. Было аноЕлено, что интенсивность F -пелооы в закалонных кристал-посло 600-чаоовой выдеркки углла на 30,?, но появилась khtcih нал пирокал полоса о максимумом 625 нм, порокрываппалсл с олосой npi 725 fit. В отточенных кристаллах F-полоса прзктичео-но изненилаоь и F -агрегатные центра и-э образовались. Прпге-ныэ результаты объясняются различной ассоциацией ионов кис-эда 0" в ГП( с а'иотгыми вакансиями ( V0H ), образуя единые диполи ( 0" - Voh ) при быстрой закалке и болео слитный тзования при модленном охлаждении кристаллов.

Прямое образование Х-иентров при высокотемпературном облу-ih и их возникновение путем нагрева кристалла с изолированны-F -центрами обьясн.штел существованием в криоталлах Naßr'O" bCt-O*" яовуиек с сильно выраженными олоктронно-акцепторчыми 'стрями. ihenHo скопления анионных вакансий примесного (кисло-1ого) происх'кд'чтя выступают в качестве таких ловучек. Сог-о кглзпмпгйлли-зохоЯ я оде ли скопления анионных взкзчонл np-jr-

QТбвляют собой "заготовки" дпя образования Х-иентров. Электростатическое взато действие термической ионизации F -центров, и положительно заряженными кластерами анионных вакансий является причиной высокой скорости превращения F—» X .

D четвертой главе излагаются результаты исследований процесса радиолпза ШГК масс-спектрочетрическим методом. Впервые было показано, что выделение компонентов при радиолизе кристаллов облучаемых рентгеновскими лучами ПГК происходит и Еиде дискретных пульсаций в температурном: интервале 380-'t3C К для

Naßr-О"" , 'í't0-560 К дли олектролитичоским окрашенного кристалла KCl , 560-680 К Для NaCt-0"" . Интенсшмюсть выделения галогена увеличивается с повышением температуры образца, а чао-тота выбросов зависит от следующих факторов: мощности дозы об-лучегая, химичоокого состава кристалла и температуры. Температурная зависимость интенсивности выделения брома из крюталлп NaBr-0"" более резкая, чем хлора в случае кристаллов NaCE-0"" и электролитически окрашенного К С С- . Выделение шолочного метал па наблюдается е том ке температурном интервало, что и выделение галогена, однако имеет более упорядоченный диакрогный характер. Выбросы во всем температурном инт^вале периодическим в стптис-тическом поникании, а частота выбросов значительно меньше. Частота и амплитуда выделяющихся компонентов увеличивается с возрастанием интенсивности облучения и не зависит от энергии квантов.

№ртина выделения галогена из образцов с различной кристаллографической ориентацией практически одинакова. Частота пульсации металла максимальна для облучаемой грани <III> и уменыгаот-оя Дли граней <Н0> и с IDO» , однако количество выделяющихся продуктов радиолиза не зависит от кристаллографической noBepxnoi ти и увеличивается о увеличением площади облучаемой поверхности и дефектнооти образцов. Различие в чао тою выделения металла дл! разных кристаллографических граней связано о разной теплотой де-оорбции скоплений нейтральных атомов металла, образовавшихся в процеоое облучения.

При облучении мелкодисперсного порошка дискретность индоле-нил галогена но проявляется столь выразительно, как при облучен монокристалла из-за перекрытия во времени большого чпола выбросов газа, цепочный металл выделяется также упорядочений, при те же температурах, при которых происходит выделение из кристалла. Отличительной особенностью явпнетоя резкое увеличение иитенси^н

■и выделения как металла, так к галогена. Продукты радиолкзв ыделястоя из кристалла преимущественно в атомарном виде.

Диокретное выделение компонентов при нагреве предварительно блучонных (доза облучения 4,395-10^ Гр кристаллов ,1л Р наблюла та я в температурном интерзало 720 К. По достгаоиии указанно;! аппаратуры выделение прекращается, а сам образен обссцвочнваог- -л кок и в случае Других ГГК. При одновременном нагреве крисгал-а ИР и облучении его рентгеновскими лучами дискретное выделено компонентов из кристалла происходит от 5Г0 до 770 15, при этом нтенсивность воз]Ястает с увеличением температуры образна.

Газовидолониз из нелегированных кристаллов К С С- в случае дноЕременного нагрева и облучении происходит дискретно в темпе-атурнон интервале 7*40-790 К. Д1Льнеи!зео увеличение температуры следствие интенсивного газовыделения пр1водит к порекритип> отельных пиков, наблюдается сплошное увеличение количества вчле-ясцихся компонентов. В нелегированных кристаллах ЫаСС , ИаР , и р и с5вг при одновременна) действии рентгеновского облу-зния и увеличении температуры наблюдается диеректное выделение змпонентов из кристаллов, начиная от температур; 7РО К для НаС£ , 30 К для Ы Я , 930 К для N0? н 230 !( для Сь Вг и выпе. амако картина газовиделения на региотрогрпммо но имеет четко )реч:енного период1, особзнно в случае кристаллов На СЕ. и ИР .

Образованно го тал ли.чоскоп и га лопе ннол ''аз пр! радиолнзе -опс.ходит в объеме кристалла и на его поверхности за счет радиа-юнно-стимуянровпнноя ди\'.узип и поверхностно;! миграции атомов, 'пестзованио инкубационного периода, продтаствуппого выделения )талла, обусловлено выделением галогена при облучет:н кристалла постепенным обогащением поверхности металлической компонентой, ¡и доотшении скоплениями критического размера происходит их рмичеокая деоорбшы. Постоянное облучение кристалла приводит к рлодичеокому повторения этого процесса. Хаотичность выделения логена обусловлена тем, что на процеоо выделения ого из поверх-сти накяэдываютси выбросы из ой.ома вследствие возникновения кропузчрьков газа высокого давления.

Р.аблядэетс л качественное соответствие масс-спе ктрометрт ое-х, оптических и дилатометрических данных. Появление Х-полооы .юг, они я в ПГ.Ч совпал-ют с началом выделе!шя продуктов рпдиояиза ясу яков и умоньгчмшп коэффициента линейного тярмичеокого рас-ро'.лл.

3 -мпу пнчлоп'ч процесса Г7"'г процессом газового

• ''-Г." "'г::,: . •. • : , .-•:. ... » .-риаЯРЬ /-. эрних р.

акторах он может быть использован как модельный для прогнозирования радиационной прочности материалов.

Елдтои гладе, исхода из результатов экспериментальных исследований и, основываясь на известных из литературы подхо- • дах, дана синергетпческая трактовка процесса радиоллза. Предложен ого возмогли!'! механизм, а так;ке обоснована вероятностная модель описания закономерностей выделения вещества. Установленные экспериментально (Такты показывают, что, кроме повторяемости, выбросы обладают четко выраг.знныш случайными отклонениями от периодичности. Поэтому их модель долгла быть стохастической и таким нестационарным случайным процессом, статистические характеристики которого являются периодическими. Колебательны!; характер - пульсирование шбросов, роднит данное явление с явлениями из других областей науки, ос'лацахлдимп колебательной кинетикой ( в частности, с динамикой биологических реакций). Но состояние исследований в этих областях таково, что в литературе неизвестно ни одной вполне удовлетворительной математической модели да>.'е для тех реакций, которые экспериментально изучены весьма детально

Закономерности выделения вещества при радиолизе могут бить описали моделью Лотки-Вольтерры, если Р -центры считать "керт-вамп", Х-центры, растусие за их счзт, и вырывавшиеся "пузыри" (экспериментальные вибраторы) "хищниками", вещество кристалла и поступающую эпергию (тепловую п радиационную) - шшей (ресурсом с ды). Такой подход оправдан тем, что в настоящее время не имеется возмоглости явно найти параметры (в частности, частоту) элементарных выбросов, а динамика кластеров и пузырей того же типа, как и динамика популяций из двух видов в модели Лотки-Вольтерры. Явление газовыделешш при радиолизе происходит на центрах окраски, стыках блоков решетки ("зерен"), разделенных дислокациями, и на поверхности кристалла. К анализу подобных комплексных явлении в арсенале статистической дизпкл общепринятых подходов нет, имело поэтому выбран подход на основе модели типа "жертва-хищник". Кал~ днй индивидуальный пузырь мояао считать развивавшимся независимо от других таких ко пузырей, а модель Лотки-Вольтерры - механизмом, обеспечивадаим синергию отдельных актов выброса вещества I: приводящим к возникновению общего ритма кзменвнля количества лопающих пузырей за счет синхронизащш во времени циклов их развития.

Исходя из осЪлх свойств процесса п механизма возипкпоп'шг.ч

ьсаций тзовыдсленнл при рпдиолизо, показано, что моделью регистрограммы будят периодически коррелированный случайный цеса о характеристиками: средним и корреляционной функцией, орыо, кок следует из модели Лоткн-Вольторры, являются перио-эскшш функциями и их период совпадает с периодом возникшего очот оинхронизации р)тма.

Пр!Всдонн!:о .-[акты позволяют привлечь к анализу ритмики релиза как названное свойства периодически коррелированных слу_ нчх процессов, так и известные правила Вояьтерры, описываю-

р.чакцию системы на внепноо воздействие: I. Пер!ОД осииляции нсит от коэ^.Уиипонтов изменения центров каждого вида и от поначального количества центров обоих видов, в частности, поемнонии температур» томп ритмики возрастает. 2. Сроднее ичество центров обоих видов стремится к постоянной величине ависиио от их исходного количества. Это показывает стпбилизп-со временен режима осциялции при постоянной темпорчтуре. Уничтожение Х-нпнтров ускоряет флюктуации, а уничтожение ентров их замодляет. Увел1пепиэ устойчивости Г -центров пг к увеличению количества цонтров обоих видов. 5. При о дно-мен ном и однообразием умгньяогин количества центров обоих ви-отнолеиие амплитуд флюктуации Р - и Х-центров имеет трнден-к возретанию. б. При однообразном уничтожении обоих видов тров пропорционально имогщемуся'их количеству срелнео число ентров увеличив,чете я, о среднее число Х-Центров уменьшается.

В силу универсальности и независимости правил Вольтеррч от ченнл параметров модели очи применимы к анализу влияния вне~-факторов на радиолиз кристаллов, о выполнение их является им из аргументов в пользу предложенной модели.

ВаянеИпими являются свойства модели, показ нвапдие сугество-ие верхнэго к нжнего пределов частот р!Тмов.

Предложенная модель, хотя и является достаточно простой, но воляет связать в" о ли но установленные экспериментально законо-ности и дать их трактовку в рамках одной теоретической схемы.

осноинш; РЕЗУЛЬТАТУ РЛБОТи И ВУВОдЦ

I. Показано, что облучение ро1гтгенопскими лучами кристаллов: Вг-0", нагретого до температуры 370 К, а ЫоСС - 0"" - до 530 К, ывает образование карпу с Г -центрами Р -агрегатных центров со тве тс? пупс их п; полос поглоппння. Дальнейшее пот/пение тем-чтурь облучаемых кристаллов приводит к появлению узкой симиот-"згоагг?!! на тчап^ разлг^тг,-.". «г, кгмпоменги, коялои-

- в -

дальной Х-полоси поглощения, максимум которой постепенно одви-гаотся в длинноволновую область спектра о одновременны! увеличением полуширины полооы.

2. В процессе изучения радиолиза ЕТК маос-спектрометричоо- ' кип методом выявлена дискретность во времени выделения компоно1Ь тов из кристаллов преимущественно в атомарна) виде и экспериментально установлены следующие закономерности этого выделения: частота выбросов и масса отдельного выброса выделяющих из кристалла компонентов но зависит от энергии рентгеновских квантов; частота пульсаций щелочного металла увеличивается с увеличением интенсивности рентгеновского облучения; количество видоллемого воц&отва при радиолизе !!'ГК увеличивается о увеличением дофсктноо-ти кристалла, размера крюталлов и с 'повышением тимпоратуры.

3. В результате анализа экспериментальных фактов и литератур ных данных предложен возможный механизм радиолиза, основанный на наличии отдельных центров релаксационных колебаний и их синхронизации, и соотвстствуппая этому механизму вероятностная модель регистрогршм.

'1. На основании предложенного механизма и обоснованной в рабого модели радиолиза выявлена взаимосвязь уста нш-ммпч.х omni— рпмбнтапьно закономерностей и обосновано применение к анализу кинетики радиолиза правил Вольторры для о^ьпенения характера изменений его рпчшки под действием внесших условий.

Основные маториалы диссертант) опубликованы в следующих работах:

1. /лдик Р.И., Драган 0.11., Цаль H.A. Электролитическое окрашивание целочногелоидных криоталлов о использованием угольного электрода // Воотник Львов .ун-та. Сер.физ. Львов: Изд-во Львов, ун-та. Б73. Вып.б. - С.1£6-1Ш (на укр.яз.).

2. Цаль H.A., Драга и О.П., Дидык Р.П. Меж доузелынш галоидные центр; в целочпогалоидных кристаллах с анионными примоолми // Всесоюзное XXI Совещанио по люминесценции (кристаллофоофоры): Материалы совещания. - Ставрополь. Изд-во Ставр.ВШГЛ люминофоров, 1973. - С.196-197.

3. Цаль H.A., Параван D.D., Дидык Р.Ц., Драган О.П. К вопросу о радиолиза кристаллов NaBr // фТТ. -197'». - Т.16, 0.2^0-

2 <Й1.

Ц. Цаль H.A., Караван Ю.В., Дидык Р.И., Драган О.П. Масс-опектромотршескоо исследование выделения хлора при радиолиэо кристаллов Nate// Докл.АН СССР. - Т.2Б, К 2. - С.333-335.

5. Цаль H.A., Караван Ю.В., Дидык Р.П., Драга» 0.1!. Пуль-друющве газовыдоленио при гедиолизе кристаллов NoGt и Naßr

' физическая электроника. Львов: Вица !лкола, T97'l. - D.6. С. ÎDO-102.

6. Цаль H.A., Караван Г.И., Днлнк. Р.П., Дрлган 0.1!. О дпе-ретиом вылолошш хлора из кристалла NoCt в npnupcco рчлнп-юнного облучения// Вестник. Львов,у!нта. Озр.^из., -Львов: j.VBO Львов, унта. - 1?7), в.9. - С.'КМЗ (на укр.лз.}.

7. ДраганО.П. Методика наблюдения кинетики бно тропрот-чсаг-!Х процессов газовиделгния // Постник Львов.у'нта. Сер.М'.з., пика конденсированного состояния. - Львов: ','зД-во JV-'op.ун-та. 1975, в. ГО. - С.96-ГО0 (m укр.яз.).

8. Драга н 0.1!., Двямк Р.'.!., Цчзь H.A. О рчдиол-.пп k¡ н:тл г ч : » ? jCC-0" // Вестник Львпв.ун-та. Сор.Тшз., Т-изпка тплегсирга:;-5го состояния. Львп>': 'ЛчД-во Лг.гог.у1»-тч. - 1975. 3. Ю- ~ С.'(Г •

! (на укр.яз.).

9. Цаль H.A., пап B.D., /.идчк Г.Л., Драгам О.Л. Kh'''-thi-ч inornim.4 иеталличеокол и г»вг;:г.чо(1 фазы из иол oí нот л оити; металлов при раднолизо /7 I ВсоюмныЛ симпозиум по активно,; >вор:нозги твердых -ол: Тгэ.аачя. - Тарту, IT'et. - С. Irl-

10. 11аль U.A., Кар-яп:« К'.В., Ладив Р.Л., Драган 0. ,'1. Бел- я -:е газообразных комноп' птов пелочногалоидных кристаллов при ра-•ллизо // Докл.Ail СССР. - .1975. Т.220, ¡: 3. - С.65Г-60"!.

11. Цаль H.A., Караван P.D., Дидик Р.Л., Драга н 0. Л. К,:нст'«-I радиолиза що л оч нот л он т.пнх кристаллов // F Всесоюзное сое^-п-з по радиационной физике и химии ионных кристаллов: Тез. цок л., П. - Саласпилс. ;!з>во Hit-та физики ЛIТ Латв.ССР. - Г973.

С.269 -292.

12. Цаль H.A., ICipjBaH P.D., Дидик Р.Л., Драгам О.П. Пул ьчп-спия характер видел'.'гия галогена и металла из reпочпопясг.Л!,:х йота л л od в процессе их радиационного облучения // Актирная

сть твердых тел. -- !!.: Наука, В 76. - С.Э1Р-32Э.

13. Драгам O.U., /ípaivи ;!.П., Карлвпн Г.В. К обоснован:::" г,то-отнчоокой модели ра диализа гегочггагп лоидннх кристаллов // Ста-стнчесяпе методы г ¡г^рни и'.ретгчи и преобразования unliop'fümo'H X сигналов: Тоз.лт'». - Киев, :!зд--во К/,ТА, 1977. - ç. 12.

I'l. Дидык F-!'., Др ¡пи 0.il., П-'ЛЬ H.A. Установка r:¡ ovripou--янчрос : unn"!çcK::>- геслегл вами;! рлгполиза кристзл 'РН // П-ч* гиг." ¡•'.c.yih го. Сор.Эяоктройные С1'»ЙС7 йн твердых тег. Г>.?: . -•>.■> .tj.'i^B.-a.'-T.-', - p7f 1,?'!, ~ fie • (,;а VÎT.'.:1.'.

- к -

15. Драган О.П., Драгая II.П., Караван D.D. Кцнзгика и модель радиоппза ионных кристаллов // 1У Всесоюзное совещание по радиационной физике и химии ионних кристаллов" Тез.докл., ч.1.

- Салаопило. Изц-во Ин-та физики АН Латв.ССР.'- В78. - С.226.

16. Драгам О.П., Караван C.B. К вопросу дозиметр-пи рентгеновского из лучения //■Всосопзн.совеп.50 лет Отечественного рентгеновского приборостроение и ХП Всесопзн.совещ.по ронтгонов-

окой спектроскопии. Тез.докл. - Ленинград: В78. - С.205.

17. Драган О.П., Драган и'.П., Караван C.B. Анализ нокоторых шумов при записи информации на бссаоребряных носителях // $унда-монтальние основы о'птичоской памяти и сроды. Реоп.некпо-д.научи, об. - &юв: йзд-во №ев.ун-та, В/9. В.Ю. - С.61-69.

ИЗ. Драган О.П., Караван C.B. Влияние химичеокого состава щолочнопэлондных соединений на кинетику их рациолиза II Химическая кинетика и катализ. П.: Наука, ©79. - С.67-69.

В. Драгам О.П., Караван C.B. Способ определения дозы иони-зирувсого излучения. Авт.свидетельство К 699923 (СССР), В79.

£0. Цдль H.A., Дидык Р.И., Дрпган О.П. Влияпио тормичоской обработки, кристаллов NaCt на стабильность F-центров и образованно их агрегатов // физ .электроника. Рооп.моквед.научи.-тохн.об. Львов: ИзД-во Львов.ун-та. - В75- В.Ю. - С.55-56.

21. Цмль H.A., Караван В.В., Дидык Р.И., Драган О.П., Павлик Б.В. Особенности кинетики рпдиолиза кристаллов при высоких температурах // Мм:цународная конференция по радиационной физике полупроводников и -родственных материалов: Из5-во ТГУ Тез.докл.

- Тбилиси: 1979. - С.69.

22. Драган О.П., Драган »¡.П., Караван C.B. Вероятностная модель ритмики твердых тол // Отбор и поредача пнфсри. - В80.

- В.62. - С.26-31.

23. Драган О.П., Драган Ii.П., Караван C.B. Образованно газовой фазы в цепочных металлах // Диаграммы состояния ме га л лпчеокк/. систоы. Термодинамичоокие расчеты и экспериментальные методы: Тез докладов. - И.: ibyra, BBI. - С.235--233.ъ

24. Драган О.П., Кэравен D.D. Образование газовой фазы и выдолет'.е сэ кз моталлов и металлических соединений // ^лзичсскио погоды иоолодоваш:я металлов. - Шуп.думка, P8I'. - С. КЗ-D2.

25. Драган О.П., Драган Ii.П. (Мноргсткга к {лнккки видело.чиг, конпоненгсп при рздиолкзо крас гай a os I/ &,зих о- »? с ч и i «ичег j; л й г.» с АН УОСР. - Пропрмт I £1И: К К, Л-,юз, Soc. - >i

25. Дрзган О.П., Караван P.B. Влияние обгона п поверхнос-ги кристалла хлористого калия па ::;:нетику его радиолиза // Зесгнпк Львов ,у!*-та. Сор.^из., Нза-во Львов.утьта. - 1503. 3.17. - 0.46-48 (т укр.яз.;.

27. Дрзган О.П., Драган Л. П., Караван Ю.В. Линейный периодически нестационарный процесо - модель ритмики кшгатических реакций // Всесоюзная кон-у.ренция. Статистические методы в теории и преобразовании инфосмапиошшх сигналов: Материалы конТ>.

- Киев: Изд-во КНИГА, 1985. - С.36-39.

28. Драган О.П., Драган Л.П. Синергетика и вероятностная <одель радиолиза твердых тел // Региональная научно-техничоо-сал конференция. Измерение характеристик случайных сигналов о трименением микромашинных средств: Тез .докладов. - Новосибирск: ротапринт НГО "С1ШМ", Новосибирск.

29. Драган О.П., Драган Л.П. Модель поля пумоз при записи шформрции и их интегральныо оценки // Нпучно-технический секи-нр. Статистика случайных полей. Обработка изобраноний: Тез. укладов. - Красноярск, I960. - С. 16.

30. Драган О.П., Драган Л.П. Двглди стохаотпчссгпл гзуооо-ювская модель периоди"ооки исотациотрных проиосоов // Еаучн.-

•ех.школа-семинар. Методы представления и обработки случайных пгналов и полой: Тезисы докладов. - Ульяновск: Ул ГС!, ¡588. ■ С.19.

31. Дрзган О.П., Драган Я.П. Периодически нестационарные

I родственные им олучайныо процессы и поля как модели рягмгап If всесоюзная научно-техническая конфэрешия. Методы продставлэгтл : обработки олучайных сигналов и погэп: Tos.докл. - Харьков, зд-во XIIP3, 1989. - С. IB.

32. Драган О.П., Караван Ю.В., ttjoo B.C. Вэкоторыо ocoöetb ости радиолиза криоталлоэ Li f // Еэотник Львов.yif-та, оор. из., Твердотельная элоятрот1ка. Льгов: iras-во "Свит" Львовокал бластная кгааная типография- ©90, D.23. - С.46-47 (in jcp. з.).

_ gbjo*^

чаз 675 от 16.II.90 г., тирек 100 зкз. Форма? 60x90 1Дб. 06WM I п.л. Офаетная лаборатория BI7.