Influence of interstitial impurities on defect production and recovery in niobium neutron-irradiated at 4.6 K

Abstract

Pure niobium and niobium doped with 1700 ppm nitrogen and with 3900 and 4200 ppm oxygen were irradiated at 4.6 to 7 K in the reactor up to a neutron dose of 3 × 1018 cm−2. The measured increase of max. 15.3% in the damage production rate of the doped samples is mainly due to the reduction of radiation-annealing processes because of trapping reactions at the foreign atoms. The strong suppression of the recovery in the doped samples up to about 28 K is also explained by trapping reactions of the self-interstitials which already have to cover rather large distances. The recovery behaviour is influenced by the foreign atoms in the whole measuring range up to 354 K and can be interpreted in terms of well known recovery models for f.c.c. metals. Reines Niob sowie mit 1700 ppm Stickstoff bzw. mit 3900 und 4200 ppm Sauerstoff dotiertes Niob wurde bei 4,6 bis 7 K im Reaktor bis zu einer Neutronendosis von 3 × 1018 cm−2 bestrahlt. Die gemessene Erhöhung der Schädigungsrate von max. 15,3% in den dotierten Proben beruht im wesentlichen auf der Abnahme von „radiation-annealing”︁-Prozessen infolge von Haftreaktionen an den Fremdatomen. Die starke Unterdrückung in der Erholung der dotierten Proben bis ca. 28 K wird ebenfalls durch Haftreaktionen der bereits relativ weite Wege zurücklegenden Zwischengitteratome erklärt. Das Erholungsverhalten wird im gesamten Meßbereich bis 354 K durch die Fremdatome beeinflußt und kann in Analogie zu bekannten Erholungsmodellen für k.f.z.-Metalle interpretiert werden.