辐射受损玻璃可在短时间内再生

    一位美国科学家在最近一期的《物理评论快报》杂志发表文章指出，在特定的情况下，遭到严重电磁辐射而受损的玻璃，可以完全恢复原有的结构和性质特性。但不是所有的玻璃都具有这样的特性，只有含（CaO–Al2O3）0.9（SiO2）0.1成分的石灰石—硅酸玻璃具有这种能力。 　　    众所周知，玻璃是一种又硬又脆的材料。既可以用机械的方式对其损伤，也可以用离子、电子束或者电磁波辐射的方式破坏其内部结构。如果玻璃内部存在一个天然的极小的裂缝，在外界机械力的作用下，它会很容易破碎。但即使玻璃内存在一个极其微小的机械损伤，在没有外力的作用下这个损伤{TodayHot}也不会自行扩大或者延伸。

    近年来对玻璃受辐射后的研究大大加强了。辐射损伤的程度取决于玻璃成分和辐射的强度。许多实验发现，遭到辐射后玻璃的结构发生了明显的变化。由于人们认为玻璃中的分子是“不动”的，因此，受伤的玻璃不能自己“愈合”。但美国科学家的这一科学发现打破了传统的对玻璃材料的认识！

    这位研究人员在细丝工实验中，用几个纳米大小的电磁束照射极薄的一小块玻璃。同时，借助于能够确定样品成分的电子盲区记录仪和可以直接研究辐射区玻璃的化学成分的电子光谱仪观察研究玻璃受到辐射的过程。

    电子盲区记录仪表明，在辐射过程中，玻璃中的部分物质脱离光照的区域，迁徙到受损区域的边缘；一旦辐射被消除，物质很快返回到原位，玻璃中任何微小的损伤就消失了。电子光谱仪提供了更准确的细节。在辐射的过程中不是所有的物质能够脱离原位，只有钙离子具有这种能力。在电子辐射的过程中，钙离子移动的距离很大，有几十个原子大小的距离，并且在耐心地等待着辐射的消除，然后返回原来的位置。而辐射区内与钙联合的氧原子变成了“自由人”，相互结合成氧分子。这个过程甚至影响了玻璃中其他的成分，破坏了Al－O、Si－{HotTag}O之间的联系，也就是说完全破坏了玻璃的结构。但当钙离子返回到原来的位置，氧原子立即与其结合，玻璃的原有结构完全恢复了。

    研究人员认为，所有这些连锁反应是由静电力控制的。电光束通过玻璃后，撞出了遇到的电子，从而使玻璃受损区域带正电，并在一米大小的区域内形成了兆伏特的电场，在这个场的作用下，带正电的钙离子就被迫迁移，受损区内部开始了化合物的重新结合。进一步研究发现，如果玻璃中二氧化硅的含量不是10％，而是33％，则受损的玻璃不能恢复原有的结构。因为，该过程中氧仍以氧分子的方式出现，二氧化硅没有给予氧足够的自由。这意味着玻璃能否在受到辐射后恢复原有的结构，取决于玻璃中的钙、氧和二氧化硅的成分的合理比例。

    有关专家指出，该科研成果对安全储藏核废料具有重要意义，在这样的玻璃中，至少在β衰变的情况下，因辐射而受到的损伤不会随时间而积累。这意味着一种新的安全储藏核废料的工艺技术将会很快问世。

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