เอฟเฟกต์Spallation
Spallation เป็นกระบวนการที่ชิ้นส่วนของวัสดุ (spall ) ถูกขับออกจากร่างกายเนื่องจากแรงกระแทกหรือความเครียด ในบริบทของ กลศาสตร์ผลกระทบ อธิบายถึงการดีดวัสดุออกจากเป้าหมายระหว่างการกระแทกโดย โพรเจกไทล์ ใน ฟิสิกส์ของดาวเคราะห์ การกระจัดกระจายอธิบายถึงผลกระทบของ อุกกาบาต บนพื้นผิวดาวเคราะห์และผลกระทบของ ลมดาวฤกษ์ และ รังสีคอสมิก บน ดาวเคราะห์ บรรยากาศ
พื้นผิว ในบริบทของ การขุด หรือ ธรณีวิทยา การแตกอาจหมายถึงชิ้นส่วนของหินที่แตกออกจากหน้าหิน เนื่องจากความเค้นภายในของหิน มักเกิดขึ้นบนผนัง เพลาเหมือง ในบริบทของ มานุษยวิทยา spallation เป็นกระบวนการที่ใช้ในการสร้างเครื่องมือหินเช่น หัวลูกศร โดย การเคาะ ใน ฟิสิกส์นิวเคลียร์ การสปอลเลชันเป็นกระบวนการที่นิวเคลียสหนักปล่อยนิวคลีออน จำนวนมาก อันเป็นผลมาจากการโดนอนุภาค พลังงานสูง ซึ่งจะช่วยลดได้มาก น้ำหนักอะตอม
ในกลศาสตร์ของแข็ง
การรั่วไหลอาจเกิดขึ้นได้เมื่อคลื่นความเค้นแรงดึงแพร่กระจายผ่านวัสดุและสามารถสังเกตได้ในการทดสอบการกระแทกของแผ่นเรียบ มันเกิดจาก โพรงอากาศ ภายในเนื่องจากความเค้นซึ่งเกิดจากปฏิสัมพันธ์ของคลื่นความเค้นเกิน ความต้านทานแรงดึง ในท้องถิ่นของวัสดุ ชิ้นส่วนหรือชิ้นส่วนหลายชิ้นจะถูกสร้างขึ้นที่ปลายด้านที่ว่างของจาน ชิ้นส่วนนี้เรียกว่า “spall ” ทำหน้าที่เป็นกระสุนปืนรองที่มีความเร็วสูงถึงหนึ่งในสามของความเร็วคลื่นความเค้นบนวัสดุ โดยทั่วไปความล้มเหลวประเภทนี้เป็นผลของการชาร์จหัวสควอชระเบิดแรงสูง (HESH )
Laser spallation
Laser induced spallation เป็นเทคนิคการทดลองล่าสุดที่พัฒนาขึ้นเพื่อทำความเข้าใจการยึดเกาะ ของ ฟิล์มบาง กับ พื้นผิว . พัลส์พลังงานสูง เลเซอร์ (โดยทั่วไปคือ Nd: YAG ) ถูกใช้เพื่อสร้าง ความเค้นอัด พัลส์ในพื้นผิว ซึ่งจะแพร่กระจายและ สะท้อนเป็นคลื่นแรงดึงที่ขอบเขตอิสระ พัลส์แรงดึงนี้จะพ่น / ลอกฟิล์มบาง ๆ ในขณะที่แพร่กระจายไปยังวัสดุพิมพ์ การใช้ทฤษฎี การแพร่กระจายคลื่น ในของแข็งทำให้สามารถดึงความแรงของอินเทอร์เฟซได้ ชีพจรความเค้นที่สร้างขึ้นในตัวอย่างนี้มักจะอยู่ที่ประมาณ 3-8 นาโนวินาที ในขณะที่ขนาดของมันจะแตกต่างกันไปตามฟังก์ชันของ เลเซอร์ ความคล่องแคล่ว เนื่องจากการใช้โหลดแบบไม่สัมผัสเทคนิคนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสปอลฟิล์มบางพิเศษ (ความหนาไม่เกิน 1 ไมโครเมตร) นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่โหมดแปลงคลื่นความเค้นตามยาวเป็น ความเค้นเฉือน โดยใช้ปริซึมการสร้างพัลส์และทำให้เกิดการแตกของแรงเฉือน
การแพร่กระจายของนิวเคลียร์
การแพร่กระจายของนิวเคลียร์เกิดขึ้นตามธรรมชาติใน ชั้นบรรยากาศของโลก เนื่องจากผลกระทบของ รังสีคอสมิก และบนพื้นผิวของร่างกายในอวกาศ เช่น อุกกาบาต และ ดวงจันทร์ หลักฐานการแพร่กระจายของรังสีคอสมิก (หรือที่เรียกว่า “spoliation”) มีให้เห็นบนพื้นผิวด้านนอกของร่างกายและเป็นวิธีการวัดระยะเวลาในการสัมผัส องค์ประกอบของรังสีคอสมิกเองยังบ่งชี้ว่าพวกมันได้รับความทุกข์ทรมานจากการแพร่กระจายก่อนที่จะมาถึงโลกเนื่องจากสัดส่วนขององค์ประกอบแสงเช่นลิเธียมโบรอนและเบริลเลียมในนั้นสูงกว่าค่าเฉลี่ยของความอุดมสมบูรณ์ของจักรวาล เห็นได้ชัดว่าองค์ประกอบเหล่านี้ในรังสีคอสมิกเกิดขึ้นจากการคายออกซิเจนไนโตรเจนคาร์บอนและซิลิคอนในแหล่งกำเนิดรังสีคอสมิกหรือในระหว่างการเดินทางที่ยาวนานที่นี่ ไอโซโทป Cosmogenic ของ อะลูมิเนียม , เบริลเลียม , คลอรีน , ไอโอดีน และ นีออน ก่อตัวขึ้น โดยตรวจพบการแพร่กระจายขององค์ประกอบบนบกภายใต้การทิ้งระเบิดของรังสีคอสมิกบนโลก
Nuclear spallation เป็นหนึ่งในกระบวนการที่อาจใช้ เครื่องเร่งอนุภาค เพื่อสร้างลำแสง นิวตรอน ลำแสงอนุภาคที่ประกอบด้วยโปรตอนที่ประมาณ 1 GeV ถูกยิงไปยังเป้าหมายที่ประกอบด้วย ปรอท , แทนทาลัม , ตะกั่ว หรือโลหะหนักอื่น นิวเคลียสเป้าหมายจะตื่นเต้นและเมื่อมีการคายประจุนิวตรอน 20 ถึง 30 นิวตรอนจะถูกขับออกไปต่อนิวเคลียส แม้ว่านี่จะเป็นวิธีการผลิตคานนิวตรอนที่มีราคาแพงกว่าการทำปฏิกิริยาลูกโซ่ ของ นิวเคลียร์ฟิชชัน ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แต่ก็มีข้อได้เปรียบที่ลำแสง สามารถพัลซิ่งได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ต้นทุนพลังงานของนิวตรอนสแปลเลชั่นหนึ่งตัวยังต่ำกว่านิวตรอนที่ได้รับจากฟิชชันนิวเคลียร์ถึงหกเท่า ตรงกันข้ามกับนิวเคลียร์ฟิชชันนิวตรอนสแปลเลชั่นไม่สามารถกระตุ้นให้เกิดกระบวนการสปัลเลชันหรือฟิชชันต่อไปเพื่อผลิตนิวตรอนต่อไป ดังนั้นจึงไม่มีปฏิกิริยาลูกโซ่ซึ่งทำให้กระบวนการไม่วิกฤต มีการสังเกตการแพร่กระจายของรังสีคอสมิกในช่วงทศวรรษที่ 1930 แต่การสังเกตครั้งแรกจากเครื่องเร่งอนุภาคเกิดขึ้นในปี 1947 และคำว่า “spallation” ได้รับการบัญญัติโดย NobelistGlenn T. Seaborg ในปีเดียวกันนั้น
การผลิตนิวตรอนที่แหล่งนิวตรอนแบบสเปลเลชั่น
โดยทั่วไปการผลิตนิวตรอนที่แหล่งสปัลเลชันเริ่มต้นด้วยตัวเร่งโปรตอน กำลังสูง เครื่องเร่งความเร็วอาจประกอบด้วย linac เท่านั้น (เช่นใน European Spallation Source ) หรือการรวมกันของ linac และซินโครตรอน (เช่น แหล่งนิวตรอน ISIS ) หรือไซโคลตรอน (เช่น PSI ) ตัวอย่างเช่น แหล่งนิวตรอน ISIS จะขึ้นอยู่กับส่วนประกอบบางส่วนของซินโครตรอน Nimrod ในอดีต นิมรอดไม่สามารถแข่งขันได้สำหรับ ฟิสิกส์ของอนุภาค ดังนั้นจึงถูกแทนที่ด้วยซินโครตรอนใหม่โดยเริ่มแรกใช้หัวฉีด ดั้งเดิม แต่สร้างลำแสงพัลซิ่งที่มีความเข้มข้นสูงของโปรตอน ในขณะที่ Nimrod จะผลิตประมาณ 2 µA ที่ 7 GeV ISIS ผลิต 200 200A ที่ 0.8 GeV นี่คือพัลส์ที่อัตรา 50 เฮิรตซ์และลำแสงโปรตอนที่เข้มข้นนี้จะโฟกัสไปที่เป้าหมาย ได้ทำการทดลองกับเป้าหมาย ยูเรเนียมที่หมดแล้ว แต่ถึงแม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะสร้างลำแสงนิวตรอนที่เข้มข้นที่สุด แต่ก็มีชีวิตที่สั้นที่สุดเช่นกัน โดยทั่วไปจึงมีการใช้เป้าหมาย แทนทาลัม หรือ ทังสเตน กระบวนการสปัลเลชันในเป้าหมายทำให้เกิดนิวตรอนโดยเริ่มแรกที่ พลังงานสูงมาก ซึ่งเป็นพลังงานส่วนที่ดีของโปรตอน จากนั้นนิวตรอนเหล่านี้จะถูกทำให้ช้าลงใน โมเดอเรเตอร์ ที่เต็มไปด้วย ไฮโดรเจนเหลว หรือของเหลว มีเธน ให้เป็นพลังงานที่จำเป็นสำหรับเครื่องมือการกระเจิง ในขณะที่โปรตอนสามารถโฟกัสได้เนื่องจากมีประจุ แต่นิวตรอนที่ไม่มีประจุจึงไม่สามารถมีได้ดังนั้นในการจัดเรียงนี้เครื่องมือจะถูกจัดเรียงไว้รอบ ๆ โมเดอเรเตอร์
ฟิวชั่นกักขังเฉื่อย มีศักยภาพในการสร้างคำสั่งของขนาดนิวตรอนมากกว่าการสปัลเลชัน สิ่งนี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับ การถ่ายภาพรังสีนิวตรอน ซึ่งสามารถใช้เพื่อค้นหาอะตอมของไฮโดรเจนในโครงสร้างแก้ไขการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอะตอมและศึกษาการกระตุ้นโดยรวมของโฟตอนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า รังสีเอกซ์
