Ny metode til at kopiere barske forhold for materialer

Indeslutning af en plasmastråle kan være stress-inducerende, især på afskærmningsmaterialerne. Bemærk de begrænsninger, der ligger i de testmetoder, der i øjeblikket anvendes for sådanne materialer, Professor Patrizio Antici og hans kolleger har foreslået en banebrydende ny løsning:Brug af laseraccelererede partikler til at stressteste materialer under barske forhold. For nylig offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation , hans metode lover for en række anvendelser.

På mange områder karakteriseret ved eksponering for høj energi, materialer udsættes for intens stress. Ligegyldigt hvilken højenergiapplikation – rumfart, atomkraftværker, bestemt forskningsudstyr - materialers evne til at modstå den fysiske belastning, der påføres dem, skal vurderes for at undgå brud.

Professor Antici arbejder med avanceret udstyr, der for enhver pris skal beskyttes mod for tidligt slid, og han ønskede at evaluere effektiviteten af ​​laseraccelererede partikler til at inducere kontrolleret stress på materialer. Hans metode var at fokusere en partikelstråle på materialer inklusive wolfram, grafit, titanium, tantal og molybdæn, som anvendes i faciliteter, der anvender plasma eller til inerti eller magnetisk indeslutningsfusion.

I øjeblikket, der bruges flere metoder til at simulere slitage og måle styrken af ​​disse materialer, men typisk, de giver kun et delvist billede, kræver længere protokoller og er svære at modellere. Patrizio Anticis højenergieksperimenter viser, at den lasergenererede protonstråle kan gengive skader svarende til flere måneders fuld drift af faciliteter, der producerer et barskt miljø for materialer. Testene er også meget hurtigere, da de kan udføres med mere kompakte instrumenter og i få enkelte laserskud. Sammenlignet med konventionelle metoder, hans gengiver mere præcist det nøjagtige driftsmiljø, som materialer udsættes for.

Den innovative metode, som gengiver mekanisk, elektriske, og optisk belastning på fem materialer, kan bruges til at forbedre faciliteter, der oplever forhold, der berettiger øget beskyttelse.