Ion-Irradiation-Induced Damage in Nuclear Materials: Case Study of a-SiO₂ and MgO

این پایان نامه رفتار دو ماده کاندید (a-SiO2 و MgO) را برای کاربرد در همجوشی (به عنوان مثال، راکتور آزمایشی حرارتی بین المللی ITER) و راکتورهای شکافت نسل IV بررسی می کند. هر دو بخش از پایان نامه - توسعه تکنیک یونولومینسانس و مطالعه اثرات یون-تابش بر هر دو ماده - بسیار مرتبط با زمینه های تکنیک های تجزیه و تحلیل پرتو یونی و آسیب تابش در مواد هستند. تحقیق ارائه شده تغییرات ریزساختاری در مقیاس های طولی مختلف در این مواد را تحت تابش یونی تعیین می کند. به طور خاص، اثر دمای تابش را با استفاده از چندین تکنیک پیشرفته توصیف می کند. همچنین بینش های بسیار مورد نیاز را در مورد استفاده از این مواد در دماهای بالا ارائه می دهد. علاوه بر این، توسعه تکنیک لومینسانس ناشی از پرتو یونی در تأسیسات تحقیقاتی مختلف در سراسر جهان را مورد بحث قرار می‌دهد، یک روش قدرتمند شناسایی طیف‌سنجی درجا که تاکنون کمتر شناخته شده بود.

به لطف ارتباط، دقت و صحت آن کیفیت، این پایان نامه دو جایزه معتبر در اسپانیا و فرانسه دریافت کرده است.

This thesis investigates the behavior of two candidate materials (a-SiO₂ and MgO) for applications in fusion (e.g., the International Thermonuclear Experimental Reactor ITER) and Generation IV fission reactors. Both parts of the thesis – the development of the ionoluminescence technique and the study of the ion-irradiation effects on both materials – are highly relevant for the fields of the ion-beam analysis techniques and irradiation damage in materials. The research presented determines the microstructural changes at different length scales in these materials under ion irradiation. In particular, it studies the effect of the irradiation temperature using several advanced characterization techniques. It also provides much-needed insights into the use of these materials at elevated temperatures. Further, it discusses the development of the ion-beam-induced luminescence technique in different research facilities around the globe, a powerful in situ spectroscopic characterization method that until now was little known.

Thanks to its relevance, rigorosity and quality, this thesis has received twoprestigious awards in Spain and France.