Publication: Изучение физических механизмов лазерной дезактивации металлических поверхностей
Дата
2016
Авторы
Савин, С. К.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
В работе исследованы физические механизмы лазерной дезактивации металлических поверхностей образцов, загрязненных нитратом 90Sr при различных параметрах излучения В теоретической части описана установка лазерной дезактивации, проведен тепловой расчет лазерного источника с целью подбора необходимой мощности излучения, построены диаграммы, иллюстрирующие области реализации механизмов разрушения различных металлов. В исследовательской части представлено решение тепловой задачи при сканировании поверхности образцов материалов лазерным лучом, рассмотрены полученные зависимости максимальной температуры нагрева образцов от скорости сканирования и размеров пятна, приведен расчет режимов обработки для разрушения оксидной пленки. В проектной части проанализированы результаты экспериментов по лазерной дезактивации радиационно-загрязненных металлических образцов. Проведены измерения коэффициентов дезактивации, количества удаленного с образцов материала и дисперсного состава образующихся аэрозолей при различных режимах облучения и скоростях обработки, оценена эффективность дезактивации при различных смещениях фокусирующей системы, а также проанализировано распределение удаленной с поверхности активности по фракциям аэрозолей. По результатам экспериментов сделаны выводы, что что для большинства материалов (нержавеющая и углеродистая стали, свинец и циркониевый сплав) наблюдается увеличение коэффициентов дезактивации в области средних плотностей энергии лазерного излучения – порядка 10 Дж/см2 Также отмечено, что наличие на поверхности материала загрязнений в виде продуктов коррозии других материалов или толстого рыхлого окисного слоя приводит к заметному росту эффективности их дезактивации. Тем не менее, обнаружено, что при обработке подложки наблюдается осаждение и вплавление в поверхность удаленных загрязняющих частиц из-за длительного воздействия лазера. Для решения этой проблемы предлагается более строгий подбор параметров излучения для разных типов поверхности, а также использование более коротких импульсов (пико-, фемто- секундный диапазон) и работы в режиме легкой абляции. Для усовершенствования работы установки в таком режиме необходимо будет решить проблему плазменной экранировки, связанной с лазерным пробоем воздуха вблизи поверхности, а также задачу удаления образующихся аэрозолей субмикронного диапазона
Описание
Уровень образования: специалитет; Код направления/специальности: 140301; Группа: В12-70
Ключевые слова
ВКР , Выпускная квалификационная работа
Цитирование
Савин, С. К. Изучение физических механизмов лазерной дезактивации металлических поверхностей : Выпускная квалификационная работа, специалитет, 140301 / С. К. Савин ; рук. работы Воронько Игорь Георгиевич, 2016