Una nuova lega a base di tungsteno sviluppata presso il Los Alamos National Laboratory può resistere a quantità di radiazioni senza precedenti senza danni. Indispensabile per ambienti con irraggiamento estremo come gli interni dei reattori a fusione magnetica, i materiali precedentemente esplorati sono stati finora azzoppati dalla debolezza contro la frattura, ma questa nuova lega sembra sconfiggere quel problema.

"Questo materiale ha mostrato un'eccezionale resistenza alle radiazioni rispetto ai materiali di tungsteno nanocristallino puro e ad altre leghe convenzionali, " disse Osman El Atwani, l'autore principale dell'articolo e il ricercatore principale del progetto "Radiation Effects and Plasma Material Interactions in Tungsten Based Materials" a Los Alamos. "Le nostre indagini sulle proprietà meccaniche del materiale in diversi stati di stress e sulla risposta del materiale all'esposizione al plasma sono in corso".

"Sembra che abbiamo sviluppato un materiale con una resistenza alle radiazioni senza precedenti, " ha detto il ricercatore principale Enrique Martinez Saez, un coautore dell'articolo a Los Alamos. "Non abbiamo mai visto prima un materiale in grado di resistere al livello di danno da radiazioni che abbiamo osservato per questa lega ad alta entropia [quattro o più elementi principali]. Sembra mantenere proprietà meccaniche eccezionali dopo l'irradiazione, rispetto alle controparti tradizionali, in cui le proprietà meccaniche si degradano facilmente sotto irraggiamento."

Arun Devaraj, scienziato dei materiali e collaboratore di progetto presso il Pacific Northwest National Laboratory, notato, "La tomografia a sonda atomica ha rivelato un'interessante stratificazione a livello atomico di diversi elementi in queste leghe, che poi si sono trasformati in nanocluster quando sottoposti a radiazioni, aiutandoci a capire meglio perché questa lega unica è altamente tollerante alle radiazioni."

Il materiale, creato come un film sottile, è una lega quaternaria nanocristallina di tungsteno-tantalo-vanadio-cromo che è stata caratterizzata in condizioni termiche estreme e dopo irraggiamento.

"Non l'abbiamo ancora testato in ambienti ad alta corrosione, " Martinez Saez ha detto, "ma prevedo che dovrebbe funzionare bene anche lì. E se è duttile, come previsto, potrebbe essere utilizzato anche come materiale per turbine poiché è un refrattario, materiale ad alto punto di fusione."

Descritto questa settimana in un articolo in Progressi scientifici , il progetto è stato uno sforzo multi-istituzionale, coinvolgendo ricercatori e strutture del Los Alamos National Laboratory, Laboratorio Nazionale Argonne, Laboratorio nazionale del Pacifico nord-occidentale, Università della Tecnologia di Varsavia, Polonia, e l'Autorità per l'energia atomica del Regno Unito.