(PhysOrg.com) -- Con una rinnovata attenzione rivolta all'energia nucleare, un ricercatore UT Dallas ha portato a casa $ 875, 000 Sovvenzione del Dipartimento dell'Energia (DOE) per esplorare un mezzo per aumentare l'efficienza delle centrali elettriche e ridurre le scorie nucleari.

È il più grande assegno di ricerca mai realizzato all'interno del giovane Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università.

Dott. Hongbing Lu, un esperto di nanomateriali e il primo titolare della cattedra Louis Beecherl Jr. in ingegneria meccanica presso la Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, simulerà le crepe che si formano nella superficie della lega metallica, o rivestimento, di barre di combustibile nucleare. Queste crepe - che si sviluppano nell'ambiente stressante del reattore di tremendo calore, corrosione, irraggiamento e pressione - sono di dimensioni microscopiche ma possono causare una riduzione della velocità di combustione del combustibile, diminuzione dell'efficienza delle centrali elettriche e aumento delle scorie nucleari.

“Stiamo lavorando a una metodologia di simulazione molto generale che può essere applicata a quel tipo di ambiente, "Lui ha detto. “È più di una semplice crescita del crack. Dobbiamo capire come si comporta il materiale sotto pressione estrema, temperatura, corrosione e irraggiamento. Con la metodologia che stiamo utilizzando, stiamo prendendo in considerazione tutti questi fattori e incorporando i comportamenti materiali in alcuni modelli matematici per descriverli in condizioni molto complicate”.

Lu e il suo team genereranno dati sugli effetti della pressione e della temperatura, tenendo conto delle informazioni del DOE sulla fissione e delle informazioni di altri laboratori sugli effetti della corrosione.

"Una volta raccolte tutte le informazioni sul rivestimento del combustibile nucleare in quell'ambiente, quindi saremo in grado di inserirlo tutto in un codice di simulazione e sviluppare una migliore comprensione di quanto velocemente crescono le crepe, "Lui ha detto. "A quel punto possiamo andare oltre le simulazioni e iniziare a lavorare su materiali reali testati nei laboratori del governo".

L'obiettivo finale è utilizzare i risultati per ottenere un materiale di rivestimento del carburante migliore, ma il lavoro dovrebbe trovare applicazione anche in una varietà di altre aree.

“Le stesse metodologie di simulazione che stiamo sviluppando possono essere applicate ad altre parti di una centrale nucleare, "Lui ha detto. “Prendi i recipienti a pressione, ad esempio. L'ambiente potrebbe non essere così estremo come nel rivestimento del combustibile - la temperatura e l'irraggiamento potrebbero essere inferiori - ma, globale, i due ambienti sono molto simili. E se rimuovi le radiazioni, puoi applicare le metodologie ad altri ambienti ad alta pressione come i motori”.

Nonostante le persistenti preoccupazioni del pubblico sulla sicurezza delle centrali nucleari anche decenni dopo gli incidenti nucleari di Three-Mile Island e Chernobyl, il pianeta è nel mezzo di quella che è stata definita una rinascita nucleare, soprattutto in Cina e India. Lu spera di placare le preoccupazioni delle persone.

“Con l'uso della moderna tecnologia, l'energia nucleare è davvero sicura, "Lui ha detto. “È molto diverso da molti decenni fa. La fisica nucleare è già stata scoperta. Altre cose stanno determinando l'efficienza del consumo di carburante. Hai bisogno di persone di tutte le discipline. Il mio contributo ha a che fare con gli aspetti meccanici e materiali del processo di fissione nucleare”.

L'energia è uno dei problemi principali che la società deve affrontare in questo momento, Ha aggiunto, osservando che le alternative ai combustibili fossili sono disperatamente necessarie.