IR² – Διάταξη ιοντικής ακτινοβόλησης με μέτρηση in-situ της ηλεκτρικής αντίστασης

Η διέλευση ταχέων σωματιδίων μέσα από τα υλικά προκαλεί μικροσκοπικές βλάβες/ατέλειες στο κρυσταλλικό τους πλέγμα οι οποίες μπορούν μακροχρόνια να έχουν καταστρεπτικές συνέπειες για τις μακροσκοπικές ιδιότητες των υλικών. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «βλάβη από ακτινοβόληση» (radiation damage).

Οι πλεγματικές ατέλειες είναι ιδιαίτερα ευκίνητες και έχουν πολύ μικρό χρόνο ζωής στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, γεγονός που καθιστά την παρατήρησή τους ιδιαίτερα δύσκολη. Στην εξειδικευμένη πειραματική διάταξη «IR²», δείγματα ενός υλικού μπορούν να ακτινοβοληθούν με ταχέα ιόντα σε πολύ χαμηλές (κρυογονικές) θερμοκρασίες (-267°C)  με τη βοήθεια ενός κρυοστάτη κλειστού κυκλώματος αερίου ηλίου. Σε αυτές τις θερμοκρασίες οι πλεγματικές ατέλειες είναι σχεδόν ακίνητες και είναι δυνατή η μελέτη τους.  Στη διάταξη «IR²» γίνεται παράλληλα και μέτρηση in–situ της ηλεκτρικής αντίστασης ώστε να ξέρουμε σε πραγματικό χρόνο τον αριθμό ατελειών που δημιουργούνται καθώς και την μετέπειτα χρονική εξέλιξη σε διαδικασίες αναθέρμανσης και επαναφοράς.

Η «IR²» αποτελεί μια μοναδική πειραματική διάταξη που σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε στο ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» από ομάδα επιστημόνων και τεχνικών. Βρίσκεται εγκατεστημένη στο Εργαστήριο του Επιταχυντή TANDEM (http://tandem.inp.demokritos.gr/) και χρησιμοποιείται στη μελέτη υλικών για τη παραγωγή ενέργεια από τη σύντηξη.