Diffusion and trapping of rare gas xenon in calcium fluoride single crystals
1972; Elsevier BV; Volume: 42; Issue: 2 Linguagem: Francês
10.1016/0022-3115(72)90024-4
ISSN1873-4820
Autores Tópico(s)Radiation Detection and Scintillator Technologies
ResumoXenon-133 was injected into CaF2 single-crystals through fission recoil, and rare gas diffusion measurements were carried out over the temperature range 750–1000 °C for three gas concentrations. Classical diffusion results were obtained at low gas concentrations with the values of D given by: D = Doexp (−ΔH/kT), Do = 9.50 × 106cm2/sec, ΔH = 4.42± 0.12 eV. Trapping of 133Xe by radiation-induced defects was observed at the two higher gas concentrations and the trap concentrations were found to be dose and temperature dependent. Trap concentrations and gas retention times in the traps were calculated using a trapping model which assumed a uniform trap distribution and finite residence times for the gas in the traps. The trap concentrations were found to be too high for trapping to occur through gas-atom clustering ; the traps appear to be radiation-generated defect clusters. The diffusion results are more consistent with a diffusion model based on transport of gas atoms in mobile defect clusters than through other diffusion processes. Du xénon 133 a été injecté dans des monocristaux de CaF2 par des réactions de recul de fission et les mesures de diffusion du gaz rare ont été entreprises sur le domaine de température 750–1000 °C pour trois concentrations en gaz. Des résultats classiques de diffusion ont été obtenus pour les faibles concentrations en gaz et les valeurs de D obtenues obéissent aux équations suivantes: D = Doexp (−ΔH/kT), Do = 9.50 × 106cm2/sec, ΔH = 4.42± 0.12 eV. Le piégeage du xénon 133 par les défauts induits par l'irradiation a été observé aux 2 concentrations en gaz plus élevées et les concentrations de gaz piégé ont été trouvées dépendre de la dose d'irradiation et de la température. La concentration en gaz piégé et les durées de rétention du gaz dans les pièges ont été calculées en utilisant un modèle de piégeage qui supposait une distribution uniforme des pièges et des durées de séjour limitée pour le gaz dans les pièges. Les concentrations des pièges ont été trouvées trop élevées pour que le piégeage puisse se produire par un mécanisme de rassemblement gaz-atome ; les pièges apparaissent être des rassemblements de défauts engendrés par les irradiations. Les résultats de diffusion sont davantage en accord avec un modèle de diffusion basé sur le transport d'atomes de gaz dans des amas de défauts mobiles, plutôt que par l'intermédiaire d'autres processus de diffusion. Xe-133 wurde durch den bei der Spaltung erfolgenden Rückstoss in CaF2-Einkristalle injiziert, in denen dann die Diffusion des Edelgases bei drei Gaskonzentrationen zwischen 750 und 1000 °C gemessen wurde. Die klassischen Diffusionsergebnisse wurden bei niedrigen Gaskonzentrationen erzielt : D = Doexp (−ΔH/kT), mit Do = 9.50 × 106cm2/sec, ΔH = 4.42± 0.12 eV. Bei den beiden höheren Gaskonzentrationen wurde ein Einfang von Xe-133 durch bestrahlungs-induzierte Defekte beobachtet, dessen Haftstellenkonzentration abhängig von der Dosis und der Temperatur ist. Diese Konzentration und die Zeit für die Rückhaltung des Gases in den Haftstellen wurden mit einem Haftstellenmodell berechnet, dem eine gleichförmige Haftstellverteilung und eine endliche Aufenthaltszeit in den Haftstellen zugrunde liegen. Die Haftstellen-konzentration ist für den Einfang zu hoch, so dass dieser Prozess durch Clusterbildung der Gasatome nicht auftritt. Die Haftstellen scheinen aber bestrahlungsinduzierte Defekt-Cluster zu sein. Die Diffusionsergebnisse stimmen besser mit einem Diffusionsmodell überein, das auf einem Transport von Gasatomen in beweglichen Defektclustern und nicht auf anderen Diffusionsprozessen beruht.
Referência(s)