Radiation damages in CeO thin films irradiated with ions having the same nuclear stopping and different electronic stopping powers

同じ核的阻止能を有するが異なる電子的阻止能を有する2つのイオンを照射した際のCeO薄膜における照射損傷

石川 法人   ; 竹ヶ原 圭介*

Ishikawa, Norito; Takegahara, Keisuke*

核燃料模擬物質であるCeOにおいて、100MeVオーダーの高エネルギー核分裂片が引き起こす照射損傷が、弾性的はじき出しに起因するものか、あるいは電子的エネルギー伝達を伴うものかによって損傷形態が異なるので、前者と後者の欠陥量の割合を定量的に評価したい。本研究では、核的阻止能(弾性衝突に伴うエネルギー伝達密度)が等しく、一方電子的阻止能(電子的エネルギー伝達密度)が異なる2つのイオン(10MeV Niと120MeV Xe)を採用することによって、それらの引き起こす欠陥量の割合を同定することに成功した。研究の結果、典型的な核分裂片に近い120MeV Xeによる照射損傷の約90%が電子的エネルギー伝達に起因するものであることがわかった。

In order to characterize a possible modification due to high-density electronic excitation, thin films of CeO have been irradiated with 10-MeV Ni and 120-MeV Xe ions, both having the same nuclear stopping powers, while having different electronic stopping powers. The comparison of the fluence dependence of X-ray diffraction (XRD) peaks suggests that the defect production cross section for 120-MeV Xe is nearly one order of magnitude higher than that for 10-MeV Ni. The comparative study demonstrates the prominent damage observed for 120-MeV Xe irradiation is due to high electronic energy deposition.