预热材料在强X射线辐照下的损伤阈值
材料科学
2025-04-17 v2
摘要
材料在超短强X射线辐照下可能经历多种损伤条件，这取决于原位温度。预热靶材受强X射线辐照在许多具有物理技术重要性的系统中起着关键作用，从X射线自由电子激光装置中承受重负载且反复辐射的光学元件，到未来惯性聚变反应堆的第一壁。我们从理论上研究了不同类别材料中损伤阈值对温度的依赖关系：绝缘体（金刚石）、半导体（硅）、金属（钨）和有机聚合物（PMMA）。此处使用的数值技术使我们能够追踪材料电子态和原子动力学的演化。它包括热损伤（由X射线激发电子能量转移导致原子温度升高引起）和非热相变（由电子激发导致原子间势变化引起）等损伤机制。我们证明，在预热材料中，热损伤阈值通常保持不变或随原位温度升高而降低，而非热损伤阈值可能降低或升高，具体取决于特定材料和损伤动力学的细节。
引用
@article{arxiv.2208.03465,
title = {Damage threshold in pre-heated materials exposed to intense X-rays},
author = {Nikita Medvedev and Zuzana Kuglerová and Mikako Makita and Jaromír Chalupský and Libor Juha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.03465},
year = {2025}
}