Analysis of the Dynamic and Structural Characteristics’ Behavior in NaCl Single Crystals Pre-deformed and Х-ray Irradiated

Abstract

Імпульсним ехо-методом у діапазоні частот 37,5-232,5 МГц на монокристалах NaCl із величиною залишкової деформації 0,5 % при кімнатній температурі вивчено поведінку дислокаційного декремента Δd(f) в умовах варіювання дози Х-опромінення зразків в інтервалі 0-600 Р. Встановлено, що із зростанням дози опромінення спостерігається ефект гасіння амплітуди дислокаційного резонансу, що призводить до помітного відновлення вихідних акустичних характеристик кристалів. Також відзначається, що високочастотні асимптоти вказаних характеристик збігаються в суцільну лінію, що є характерною особливістю акустичного експерименту з опроміненими кристалами. З частотних кривих, знятих для кристалів з різними дозами опромінення, в рамках струнної дислокаційної теорії ГранатоЛюкке визначено залежності коефіцієнта в’язкості В і середньої ефективної довжини дислокаційного сегменту L від дози Х-опромінення ξ. У рамках моделі Штерна і Гранато було вивчено хід експериментальних залежностей Δm( ξ), fm( ξ) і L( ξ). Виконано перевірку теоретичних передбачень моделі стосовно зростання чи спаду вказаних характеристик з часом Х-опромінення t за законом (1 + βt)2. Спостерігається добра відповідність поміж собою залежностей L(ξ), одержаних в рамках розрахунку за теоріями Гранато-Люкке і Штерна-Гранато. Одержані результати демонструють той факт, що коефіцієнт динамічного гальмування дислокацій В не залежить від дози Х-опромінення у вивченому інтервалі доз 0-600 Р. Це підтверджує уявлення щодо того, що коефіцієнт демпфування В є фундаментальною характеристикою кристала, що залежить лише від взаємодії дислокацій з його фононною підсистемою і не залежить від параметрів дислокаційної структури кристалів.

Pulse-echo method in the frequency range 37.5-232.5 MHz has been used to study the behavior of dislocation decrement Δd(f) on X-ray irradiated to doses 0-600 R NaCl single crystals with the residual strain value of 0.5 % at room temperature. It has been found out that with the increasing doses of radiation, the effect of amplitude damping of the dislocation resonance can be observed, which leads to a marked restoration of initial acoustic characteristics of the crystals. It also noted that high-frequency asymptote for these theoretical profiles are identical which is characteristic only for acoustic testing of irradiated crystals. From the frequency curves, taken from crystals with different doses of radiation, the dependencies of the viscosity coefficient B and the average effective length of the dislocation segment L on the dose of irradiation ξ have been determined in the framework of Granato-Lucke's string dislocation theory. In the framework of the Stern and Granato model, the behavior of Δm(ξ), fm(ξ) and L(ξ) curves has been studied. The validity of the theoretical prognostications concerning increasing or decreasing with the exposure time according to the law (1 + βt)2 parameters Δm, fm, and L have been proved. A good match of the calculations’ results with the theoretical curve L(ξ) by Stern-Granato and Granato-Lucke theories has been noted. Obtained results show, that the parameter B does not depend on the irradiation dose in the range 0-600 R. It confirms the validity of the views that the coefficient of dynamic damping of dislocations B is a fundamental characteristic of the crystal depending only on the interaction of dislocations with the phonon subsystem of the crystal and not depending on the parameters of its dislocation structure.