Ionenverdunnen toegepast op nucleaire brandstof

Het onderwerp kadert in een onderzoek om transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) toe te passen op UO2. Een TEM-monster moet lokaal minder dan 200 nm zijn. De initiële verdunning wordt bekomen door mechanische stappen. Hierna zal het monster ongeveer 100µm dik zijn. Voor de laatste stap zal ionenverdunnen toegepast worden, waarbij ionen onder een bepaalde hoek afgeschoten worden op het monster. Het doel van deze masterproef is het bepalen van de optimale parameters voor het verdunnen van UO2. Hiertoe is er een grafiek opgesteld waarin de sputtersnelheid in functie van de energie van de invallende ionenbundel en de invalshoek weergegeven wordt. Er zijn 3 grafieken opgesteld waarbij de eerste en de tweede grafieken een constante bundelenergie van 5 of 3 keV had en de invalshoek uitgezet werd in functie van de sputteropbrengst. Bij de andere grafiek werd er bij een constante invalshoek van 10° vastgelegd en de bundelenergie gevarieerd. Omdat het ionenverdunnen ook een verruwing van het monster veroorzaakt, werd met een optische microscoop is de ruwheid van een aantal monsters bepaald. Op basis van deze grafiek en onderzoek met de optische microscoop, werd een procedure voorgesteld om het maken van monsters voor TEM te optimaliseren.