eprintid: 5197
rev_number: 8
eprint_status: archive
userid: 1
dir: disk0/00/00/51/97
datestamp: 2004-12-29 11:47:31
lastmod: 2014-04-03 18:44:01
status_changed: 2012-08-14 15:13:55
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Lang, Maik Kurt
title: The Effect of Pressure on Ion Track Formation in Minerals
title_de: Druckeinfluss auf Ionenspurbildung in Mineralien
ispublished: pub
subjects: ddc-530
divisions: i-130200
adv_faculty: af-13
keywords: Diamantstempelzelle , Phasenumwandlungen , Strahlenschädendiamond anvil cell , phase transition , heavy ion irradiation , high pressure , radiation damage
cterms_swd: Hochdruckphysik
cterms_swd: Schwerionenwechselwirkung
cterms_swd: Schwerionenstrahl
cterms_swd: Darmstadt / Gesellschaft für Schwerionenforschung
abstract: In many dielectrics, energetic heavy ions produce thin cylindrical damage zones along their trajectories. Massive physical and chemical changes can occur in these ion tracks with diameters of several nm. In nature, such trails are generated by spontaneous fission of 238U-nuclei. So far, irradiation experiments with heavy ions were always performed under vacuum conditions. Studies of ion-track formation in pressurized solids are expected to contribute to an improved understanding of the creation conditions for fission tracks in the Earth�s crust. Such experiments will be important for dating of geological samples using the fission-track technique. In addition, it is a question of great interest whether the energy deposition of swift heavy ions in a solid, being exposed to extreme pressure, can induce specific phase transitions. This work describes the first experiments on ion track formation under high pressures up to 140 kbar which were performed at GSI by injecting relativistic heavy ions, accelerated with the SIS-heavy-ion synchrotron, through the diamond anvils of a high-pressure cell. It turned out that high pressures can significantly affect the interaction between heavy ions and solids. The effects observed include the suppression of track formation, the complete recrystallization, and the nucleation of new phases.
abstract_translated_text: Energiereiche Schwerionen erzeugen in vielen Dielektrika längs ihrer Trajektorien dünne zylindrische Schadenszonen. In diesen Ionenspuren mit Durchmessern von einigen nm kann es zu massiven physikalischen und chemischen Materialveränderungen kommen. In der Natur entstehen solche Spuren durch spontane Spaltung von 238U-Kernen. Bisher wurden Bestrahlungsexperimente mit Schwerionen immer unter Vakuumbedingungen durchgeführt. Untersuchungen zur Ionenspurbildung in Festkörpern, die hohen Drücken ausgesetzt sind, sollen zu einer Klärung der Erzeugungsbedingungen für Spaltspuren im Erdmantel beitragen. Solche Experimente sind wichtig für die Datierung geologischer Proben mittels der Spaltspuren-Datierungsmethode. Des weiteren ist die Frage von großem Interesse, ob energiereiche Schwerionen durch ihren Energieeintrag bestimmte Phasenübergänge in unter sehr hohen Drücken stehenden Festkörpern auslösen können. Diese Arbeit beschreibt die ersten Experimente bei GSI bezüglich Ionenspurbildung unter hohen Drücken bis 140 kbar, bei denen relativistische Schwerionen vom SIS-Schwerionensynchrotron durch die Diamantstempel einer Hochdruckzelle injiziert wurden. Es zeigte sich, dass hohe Drücke die Wechselwirkung zwischen Schwerionen und Festkörpern beträchtlich verändern können. Es wurden Effekte beobachtet wie Unterdrückung von Ionenspurbildung, vollständige Rekristallisation und Bildung neuer Phasen. 
abstract_translated_lang: ger
class_scheme: pacs
date: 2004
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00005197
ppn_swb: 547517475
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-51977
date_accepted: 2004-12-01
advisor: HASH(0x561a62844298)
language: eng
bibsort: LANGMAIKKUTHEEFFECTO2004
full_text_status: public
citation:   Lang, Maik Kurt  (2004) The Effect of Pressure on Ion Track Formation in Minerals.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/5197/1/Dissertation_Lang_Maik.pdf