[00034209]三離子束與透射電鏡實時原位輻照效應表征設施

一、項目簡介 離子加速器與透射電鏡耦合設施可以在離子束輻照樣品產生高劑量率位移損傷的同時對材料中的微觀結構和成分變化進行實時原位的觀察與分析，因而能揭示輻照過程中點缺陷遷移，凝聚等動力學過程以及在納米尺度上材料各種結構變化的臨界輻照劑量，獲得實驗數據，配合計算機模擬驗證或建立輻照效應的動力學模型，為開發新型抗輻照材料提供科學依據。由于反應堆材料中嬗變產物（主要是氫和氦）與中子所致的位移損傷往往按特定比例同時產生，單離子束輻照不能觀察到氫、氦與位移損傷的協同作用，世界核電強國都在興建能同時模擬位移損傷和氫、氦協同作用的三離子束輻照裝置。但多離子束與透射電鏡聯機受到電鏡極靴空間和電磁場的限制，困難很大，最先進的此類設施也只能同時引入兩個離子束。本項目研制先進的氫、氦同軸低能離子注入機，將氫、氦與產生位移損傷的中能重離子（400 keV)同時引入透射電子顯微鏡，即將建成世界上最先進的輻照效應實時原位分析裝置。 二、前期研究基礎 通過進5年的建設，已經于2016年10月建成了400kV的重離子注入機，且已單獨開展了近千小時的輻照實驗，獲得了多種核材料的輻照性能。另50kV的氫、氦離子注入機已于2016年由合作單位完成調試，300kV透射電子顯微鏡也于2018年5月份在能院學院完成。之后立即開始了50kV注入機與透射電鏡的聯機，且實現了氫氦離子輻照透射電鏡樣品的測試。建成后，通過高能離子注入機產生的重離子和低能注入機產生的氫、氦離子，同時輻照透射電鏡樣品，并利用透射電鏡，實時、原位地觀察所輻照樣品的微觀結構變化，理解先進核材料在納米、甚至原子尺度下的輻照損傷行為，推動與加快核應用材料的研究與開發。 三、應用技術成果 三離子束與透射電鏡聯機示意圖 400kV離子注入機實物圖 四、合作企業 合作企業為中國廣核集團有限公司。 中國廣東核電集團有限公司是我國唯一以核電為主業、由國務院國有資產監督管理委員會監管的清潔能源企業。1994年9月注冊成立，以“發展清潔能源，造福人類社會”為使命，以“國際一流的清潔能源集團”為愿景。截至2013年4月，中廣核集團總資產已超過2844億元人民幣；擁有在運核電裝機721萬千瓦，在建核電機組15臺，裝機1775萬千瓦；擁有風電投運裝機320萬千瓦，太陽能光伏發電項目累計投運29萬千瓦，水電控股在運裝機144萬千瓦，權益裝機221萬千瓦，在分布式能源、核技術應用、節能技術服務等領域也取得了良好發展。