Процесс облучения материала интенсивным импульсным электронным пучком на установке "РИТМ" сопровождается изменением структурно-фазового состояния приповерхностной области. Тонкий расплав материала, присутствующий на поверхности мишени, после окончания импульса начинает охлаждаться с высокой скоростью, что приводит к значительному его переохлаждению и повышает вероятность зародышеобразования твердой фазы, следовательно, у поверхности резко увеличивается концентрация центров зародышеобразования, другими словами, происходит измельчение зерен.

Размер зерен на поверхности после облучения может составлять сотни или даже десятки нанометров. Таким образом, облучение приводит к формированию околоповерхностных наноструктур, физические свойства которых могут заметно отличаться от свойств структур в крупнозернистом состоянии. На рисунке приведена структура поверхности титанового сплава после облучения.