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    Testare la resistenza alle radiazioni senza usare un reattore nucleare

    Credito:CC0 Dominio Pubblico

    Il microscopio elettronico combinato e l'acceleratore del fascio di ioni dell'Università di Huddersfield è una struttura di livello mondiale responsabile di una vasta e crescente rete globale di collaborazioni di ricerca. Uno degli ultimi è una partnership con la principale università brasiliana e il significato scientifico di questo legame e come potrebbe aiutare a garantire la sicurezza dell'energia nucleare è descritto in un articolo apparso sul suo giornale.

    La struttura di Huddersfield si chiama MIAMI, acronimo di Microscopes and Ion Accelerators for Materials Investigations. Uno dei suoi ruoli chiave è testare la capacità dei materiali di resistere ai danni da radiazioni nei reattori nucleari.

    Il fisico Matheus Tunes sta completando i suoi studi di dottorato a Huddersfield, supervisionato dal Professor Stephen Donnelly di MIAMI e dal Dr. Jonathan Hinks, dopo essersi laureato in precedenza presso l'Università di São Paulo (USP), la principale istituzione di istruzione superiore e ricerca in Brasile. Ciò ha contribuito a stabilire una connessione fiorente tra il Regno Unito e le università brasiliane.

    Un articolo (originariamente in portoghese) intitolato "Come testare la resistenza alle radiazioni senza utilizzare un reattore nucleare" è l'articolo principale nell'ultima edizione del Journal of the University of São Paulo (Jornal da USP). Racconta come gli scienziati, tra cui il Professor Claudio Geraldo Schön dell'USP, sono impegnati in una ricerca per trovare materiali che possano garantire che disastri come l'incidente del 2011 alla centrale nucleare giapponese di Fukushima Daiichi non si ripetano.

    Un candidato era il nitruro di titanio e questo è stato testato presso la struttura di MIAMI da Matheus Tunes, Osmane Camara, Dr. Graeme Greaves e il dottorando di ricerca di San Paolo Felipe Carneiro, che è supervisionato dal professor Schön. L'articolo della rivista USP descrive come le strutture di Huddersfield hanno consentito di testare la resistenza alle radiazioni del nitruro di titanio in un microscopio elettronico a trasmissione accoppiato a un acceleratore di particelle.

    Il professor Schön spiega i vantaggi dell'utilizzo di un acceleratore a fascio ionico:"La radiazione è simulata dagli ioni xeno, quale, in collisione con le particelle del materiale testato, simulare i danni causati dalla radiazione di neutroni del combustibile nucleare. Se questo è stato fatto in un reattore nucleare, oltre al maggior costo e alla difficoltà di controllare la reazione, tutto il materiale diventerebbe potenzialmente radioattivo, che non è il caso di questa tecnica."

    I test a MIAMI hanno mostrato che il nitruro di titanio non è un materiale adatto per rivestire il combustibile nucleare. Ma il nuovo articolo racconta come il ricercatore di dottorato Matheus Tunes stia utilizzando le strutture di microscopia elettronica a trasmissione a Huddersfield per analizzare altri materiali che hanno una promessa nel campo della protezione dai danni da radiazioni. Questi includono leghe ad alta entropia e fasi MAX (metalli con carbonio e silicio).

    Il commento del professor Schön è che:"Queste combinazioni consentirebbero leghe con una temperatura di fusione molto elevata, che renderebbe difficile modificare la struttura del materiale, aumentandone la stabilità. Meno cambia la lega, maggiore è la capacità di resistere alle radiazioni."


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