Fyzikální ústav Akademie věd ČR

Řešitelé: Karel Jurek, Markéta Jarošová, Ivo Drbohlav

Cílem tohoto výzkumného projektu, který je realizován ve spolupráci s Ústavem skla a keramiky VŠCHT, Praha, je systematické zkoumání vlivu elektronů injektovaných pod povrch silikátových skel ozářených elektronovým svazkem na stimulovanou difuzi alkalických i

Řešitelé: Karel Jurek, Markéta Jarošová, Ivo Drbohlav

Cílem tohoto výzkumného projektu, který je realizován ve spolupráci s Ústavem skla a keramiky VŠCHT, Praha, je systematické zkoumání vlivu elektronů injektovaných pod povrch silikátových skel ozářených elektronovým svazkem na stimulovanou difuzi alkalických iontů a tím vyvolané strukturní a chemické změny v ozářených sklech. Jsou studovány příčiny a mechanizmy transportu alkalických iontů.

Modelová skla s různými druhy alkalických iontů (Na,K,Rb,Cs), a to hlavně binární, ale také ternární, jsou připravována na VŠCHT Praha. Příprava preparátů (tj. přesné broušení a leštění) je prováděno v optické dílně Fyzikálního ústavu AV ČR. Expozice elektronovým svazkem jsou prováděny v laboratoři rastrovací elektronové mikroskopie a rtg. mikroanaýzy FZÚ na rtg. mikroanalyzátoru JXA 733 japonské firmy JEOL, umožňující použití svazků o energiích 1-50 keV a proudu až 10 μA. V rámci projektu byla vyvinuta metodika pro přípravu příčných řezů exponovaných vzorků skel optickým broušením a leštěním s přesností řádově jednoho mikrometru tak, aby se co nejméně chemicky a mechanicky ovlivnily následné experimenty. Změny ve složení skel jsou sledovány pomocí rentgenové mikroanalýzy a fotoelektronové spektroskopie , objemové změny pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM).

Na základě dostupných představ o tvorbě elektrického pole (zachycením volných elektronů v pastech) a elektronové struktuře zkoumaných skel byl vytvořen model, který vysvětluje mechanizmy vedoucí k migraci iontů a k následné změně původní struktury skla. Získané poznatky o struktuře alkalických oxidových skel a o transportu alkalických iontů mohou vést ke zdokonalení technologie těchto materiálů a navržení nových odolnějších skel pro fixaci radioaktivních odpadů, rtg. trubic, televizních obrazovek, televizních snímacích elektronek, dozimetrů, atd. Každý poznatek o radiačním poškození skel má velký význam v řadě materiálů používaných stále častěji při zavádění nových technologií v jaderné energetice, rtg diagnostice, spektrální analýze, přenosu informací, dozimetrie, atd. Možnost lokálně ovlivňovat elektronovým svazkem kocentraci alkalických iontů ve sklech může být po patřičném rozpracování použito i v moderních nanotechnologiích.