A Triggering Mechanism for the Promotion of Thermal Annealing in Crystalline Hexabromoethane by Radiation-Produced Defects
Creators
- 1. Department of Chemistry, State University of New York at Buffalo, Buffalo, NY (United States)
Description
Thermal annealing of recoil-Br82 to the parent form in hexabromoethane appears to be due to at least five different processes. Several of these occur as independent processes in the absence of radiation-produced defects; the over-all kinetics of these processes are resolvable into first order components. However, a substantial fraction of the recoil-Br82 does not anneal to the parent hexabromoethane form, even at temperatures as high as 120°C, in the absence of radiation- produced defects. When defects are produced in hexabromoethane crystals by ionizing radiation at -196°C prior to the introduction of the recoil-Br82 atoms, these defects tend to promote the subsequent thermal annealing of an additional fraction of the recoil-Br82 atoms. This fraction is a logarithmic function of the total dose. The promotion of the ''nonrannealing'' Br82 species to species that anneal at temperatures in the 0° to 120°C range has recently been found to occur by a sequence of steps, whereby increasing doses of ionizing radiation first promote one kind of annealing process up to a point of saturation, then proceed to promote other annealing processes. A model is introduced to account for the observed changes in the distribution of recoil-Br82 among the various annealing and non-annealing components as a function of the prior-inadiation dose. The model assumes a radiation-produced species that is stable in the crystalline hexabromoethane at -196°C. This species can diffuse at annealing temperatures to interact with recoil-Br82 sites and promote the thermal annealing of these sites. The kinetics of thermal annealing in hexabromoethane at several temperatures and at several dose levels are discussed in terms of this model. The possible extension of this model to radiation annealing in hexabromoethane and to other crystalline compounds is also discussed. (author)
Abstract (French)
Le retour de 82Br de recul à la forme du générateur sous l'effet d'un traitement thermique dans l'hexabromoéthane semble être dû à cinq phénomènes différents pour le moins. Pour plusieurs, il s'agit de processus indépendants en l'absence de défauts radioinduits; la cinétique globale de ces processus peut être résolue en des composants du premier ordre. Cependant, une partie importante de 82Br de recul ne reprend pas la forme du générateur dans l'hexabromoéthane, même à des températures qui atteignent 120°C, en l'absence de défauts radioinduits. Lorsque des rayonnements ionisants produisent des défauts dans des cristaux d'hexabromoéthane à -196°C avant introduction de 82Br de recul, ces défauts ont tendance à favoriser le recuit thermique ultérieur d'une fraction supplémentaire de 82Br de recul. Cette fraction est une fonction logarithmique de la dose totale. On a constaté récemment que la transition de l'espèce 82Br «non susceptible de recuit» à l'espèce pouvant subir le recuit à une température comprise entre 0 et 120°C est une évolution en plusieurs étapes, dans laquelle les doses croissantes de rayonnements ionisants favorisent d'abord un processus jusqu'à uncertain point de saturation, et ensuite d'autres processus de recuit. L'auteur présente un modèle qui permet d'expliquer les changements observés dans la distribution de 82Br de recul entre les divers composants susceptibles ou non de recuit en fonction de la dose d'irradiation préalable. Le modèle suppose l'existence d'une espèce radioinduite qui reste stable dans les cristaux d'hexabromoéthane à -196°C. Cette espèce peut diffuser aux températures de recuit pour agir sur les positions 82Br de recul et favoriser ainsi le recuit thermique de ces positions. L'auteur étudie la cinétique du recuit thermique dans l'hexabromoéthane, à plusieurs températures et pour des doses différentes, en se fondant sur ce modèle. Il envisage également la possibilité d'appliquer ce modèle au recuit par irradiation dans l'hexabromoéthane et examine les résultats obtenus avec des cristaux d'autres composés. (author)Abstract (Spanish)
Al parecer, la regeneración térmica del 82Br de retroceso a la forma original en el hexabromoetano es debida'por lo menos a cinco procesos diferentes. Varios de estos procesos se producen independientemente en ausencia de defectos producidos por irradiación y su cinética global puede reducirse a componentes de primer orden. Sin embargo, una fracción considerable del 82Br de retroceso no vuelve a la forma original de hexabromoetano, ni aun a temperaturas hasta de 120°C, en ausencia de defectos originados por irradiación. Cuando las radiaciones ionizantes producen defectos en cristales de hexabromoetano a -196°C antes de la introducción de átomos de 82Br de retroceso, dichos defectos tienden a fomentar la regeneración térmica subsiguiente de una fracción adicional de los átomos de 82Br de retroceso. Dicha fracción es función logarítmica de la dosis total. Se ha encontrado recientemente que la transición de la especie de 82Br ''que no se regenera'' a otra que se reeenera a temperaturas comprendidas entre 0° v 120°C, constituye una evolución en varias etapas, en la cual las dosis crecientes de radiaciones ionizantes favorecen en primer lugar una clase de proceso de regeneración hasta llegar a un punto de saturación para comenzar después a estimular otros procesos de regeneración. El autor propone un modelo para explicar las variaciones que se han observado en la distribución del 82Br de retroceso entre los diversos componentes, los que se regeneran y los que no se regeneran, en función de la dosis de irradiación previa. El modelo supone la existencia de una especie producida por irradiación que es estable en el hexabromoetano cristalino a. -196°C. Esta especie puede difundirse a las temperaturas de recocido para producir la interacción con los puntos de red del 82Br de retroceso y fomentar la regeneración térmica de dichos puntos. Basándose en este modelo, se discute la cinética de la regeneración térmica en el hexabromoetano a diversas temperaturas y dosis. También se examina la posibilidad de aplicar este modelo a la ''regeneración por irradiación'' en el hexabromoetano, y a otros compuestos cristalinos. (author)Abstract (Russian)
Prevrashhenie atomov otdachi broma-82 v ishodnuju formu geksabromjetana,po-vidimomu, dostigaetsja v rezul'tate po krajnej mere pjati razlichnyh processov termicheskogo otzhiga. Nekotorye iz nih proishodjat v vide nezavisimyh processov pri otsutstvii defektov, vyzvannyh izlucheniem; obshhaja kinetika jetih processov razlagaetsja na komponenty pervogo porjadka. Odnako znachitel'naja chast' atomov otdachi broma-82 ne vozvrashhaetsja s pomoshh'ju otzhiga v ishodnuju formu geksabromjetana dazhe pri takih vysokih temperaturah kak 120° pri otsutstvii defektov, vyzvannyh izlucheniem. Kogda defekty vyzyvajutsja v kristallah geksabromjetana za schet ionizirujushhej radiacii pri temperature -196e do vvedenija atomov otdachi broma-82, jeti defekty imejut tendencjju sposobstvovat' posledujushhemu teplovomu otzhivu dopolnitel'noj chasti atomov otdachi broma-82. Jeta chast' javljaetsja logarifmicheskoj funkciej obshhej dozy. Nedavno bylo obnaruzheno, chto preobrazovanie ''neotzhigajushhihsja'' form broma-82 v formy, kotorye otzhigajutsja pri temperaturah v intervale ot 0 do 120°C, proishodit postepenno, v rezul'tate chego uvelichivajushhiesja dozy ionizirujushhego izluchenija snachala sposobstvujut odnomu iz vidov processa otzhiga vplot' do tochki nasyshhenija, a zatem — drugim processam otzhiga. Predstavljaetsja model' dlja objasnenija nabljudaemyh izmenenij v raspredelenii atomov otdachi broma-82 sredi razlichnyh otzhigajushhihsja i neotzhigajushhihsja komponentov v zavisimosti ot dozy predshestvujushhego obluchenija. Model' predpolagaet nalichie vyzvannoj izlucheniem formy, kotoraja javljaetsja ustojchivoj v kristallicheskom geksabromjetane pri temperature -196°. Jeta forma mozhet diffundirovat' pri temperaturah otzhiga i vzaimodejstvovat' s lokacijami atomov otdachi broma-82 i sposobstvovat' teplovomu otzhigu jetih lokacij. Kinetika teplovogo otzhiga v geksabromjetane pri neskol'kih temperaturah i pri neskol'kih dozah rassmatrivaetsja s tochki zrenija jetoj modeli. Rassmatrivaetsja takzhe vozmozhnost' rasprostranenija jetoj modeli na radiacionnyj otzhig v geksabromjetane i na drugie kristallicheskie soedinenija. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (English)
- Production de Défauts Radioinduits dans des Cristaux d'Hexabromoéthane pour en Favoriser le Recuit; Mekhanizm, privodyashchij'' k usileniyu teplovogo otzhiga v kristallicheskom geksabromehtane za schet defektov, vyzvannykh izlucheniem; Un Mecanismo Iniciador de la Regeneracion Termica en Hexabromoetano Cristalino por Defectos Producidos por Irradiacion
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Chemical Effects of Nuclear Transformations Vol. I. Proceedings of the Symposium on Chemical Effects Associated with Nuclear Reactions and Radioactive Transformations
- Imprint Pagination
- 457 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 421-431
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on Chemical Effects Associated with Nuclear Reactions and Radioactive Transformations
- Dates
- 7-11 Dec 1964
- Place
- Vienna (Austria)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 44096385
- Subject category
- S75: CONDENSED MATTER PHYSICS, SUPERCONDUCTIVITY AND SUPERFLUIDITY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- ANNEALING; BROMINE 82; CRYSTAL DEFECTS; IONIZING RADIATIONS; ORGANIC COMPOUNDS; RADIATION EFFECTS; RECOILS
- Descriptors DEC
- BETA DECAY RADIOISOTOPES; BETA-MINUS DECAY RADIOISOTOPES; BROMINE ISOTOPES; CRYSTAL STRUCTURE; DAYS LIVING RADIOISOTOPES; HEAT TREATMENTS; INTERMEDIATE MASS NUCLEI; INTERNAL CONVERSION RADIOISOTOPES; ISOMERIC TRANSITION ISOTOPES; ISOTOPES; MINUTES LIVING RADIOISOTOPES; NUCLEI; ODD-ODD NUCLEI; RADIATIONS; RADIOISOTOPES
Optional Information
- Notes
- 7 refs., 5 figs. Imprint:In two volumes
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--57/4