核反应堆中的氦迁移(SIMS)

Helium in nuclear reactor - SIMS depth profile
在核反应堆中,氦的迁移和捕陷可能导致膨胀、硬化、剧烈的蠕变破裂、起泡......为延长结构核材料的寿命,更好地了解氦的扩散机制并描述其在表面下的分布显得至关重要。

与通常用于核材料分析的其他技术相比,例如NRA(核反应分析)、质子后向散射或弹性反冲探测,SIMS提供了更高的灵敏度、更宽的动态范围和更高的深度分辨率,进一步证实了无需任何数学处理即可直接获取杂质分布信息。

在最近的一项研究中,测量了注入的单晶和多晶铁样品中的氦分布,可以检测到5E18 at/cm3(〜60 ppm)或更高的浓度,证实了IMS 7f/7f-Auto仪器具备出色的深度剖析能力和极低的检出限。

CsHe+分子离子的探测被证明是克服氦极高的第一电离能的有效方法。可测量60ppm或以上的浓度。

数据来源:H. Lefaix-Jeuland等, Nuclear Instru. and Methods in Physics Research B (2013).