Test af strålingsresistens uden brug af en atomreaktor

University of Huddersfields kombinerede elektronmikroskop og ionstråleaccelerator er en facilitet i verdensklasse, der er ansvarlig for et stort og voksende globalt netværk af forskningssamarbejde. En af de seneste er et partnerskab med Brasiliens førende universitet og den videnskabelige betydning af dette link, og hvordan det kan hjælpe med at sikre atomkraftsikkerheden er beskrevet i en artikel, der vises i dets tidsskrift.

Huddersfield -anlægget hedder MIAMI - står for mikroskoper og ionacceleratorer for materialeundersøgelser. En af dets nøgleroller er at teste materialers evne til at modstå strålingsskader i atomreaktorer.

Fysikeren Matheus Tunes er ved at afslutte sine doktorgradsstudier på Huddersfield, overvåget af MIAMIs professor Stephen Donnelly og dr. Jonathan Hinks, efter at have taget eksamen fra University of São Paulo (USP) - den største institution for højere uddannelse og forskning i Brasilien. Dette har hjulpet med at etablere en spirende forbindelse mellem Storbritannien og brasilianske universiteter.

En artikel (oprindeligt på portugisisk) med overskriften "Sådan testes strålingsresistens uden brug af en atomreaktor" er hovedelementet i den seneste udgave af Journal of the University of São Paulo (Jornal da USP). Det fortæller, hvordan forskere, herunder USP's professor Claudio Geraldo Schön, er engageret i en søgen efter at finde materialer, der kan sikre katastrofer som ulykken i 2011 ved Japans atomkraftværk i Fukushima Daiichi ikke vil komme igen.

En kandidat var titannitrid, og dette blev testet på MIAMI -anlægget af Matheus Tunes, Osmane Camara, Dr. Graeme Greaves og São Paulo ph.d. -forsker Felipe Carneiro, der ledes af professor Schön. USP -tidsskriftartiklen beskriver, hvordan faciliteterne på Huddersfield gjorde det muligt at teste strålingsresistensen af ​​titanitrid i et transmissionselektronmikroskop koblet til en partikelaccelerator.

Professor Schön forklarer fordelene ved at bruge en ionstråleaccelerator:"Stråling simuleres af xenonioner, hvilken, ved at kollidere med partiklerne af det testede materiale, simulere skader forårsaget af neutronstråling fra atombrændstof. Hvis dette blev gjort i en atomreaktor, udover de højere omkostninger og vanskeligheden ved at kontrollere reaktionen, alt materialet kan potentielt blive radioaktivt, hvilket ikke er tilfældet med denne teknik. "

Testene på MIAMI viste, at titanitrid ikke er et egnet materiale til belægning af atombrændstof. Men den nye artikel fortæller, hvordan doktorgradsforsker Matheus Tunes bruger transmissionselektronmikroskopifaciliteterne på Huddersfield til at analysere andre materialer, der har løfter inden for beskyttelse af strålingsskader. Disse inkluderer legeringer med høj entropi og MAX -faser (metaller med kulstof og silicium).

Professor Schöns kommentar er, at:"Disse kombinationer ville tillade legeringer med en meget høj smeltetemperatur, hvilket ville gøre det svært at ændre materialets struktur, øger dens stabilitet. Jo mindre legeringen ændrer sig, jo større er evnen til at modstå stråling. "