Międzynarodowy zespół badaczy opracował nanoceramiczną powłokę, która nie tylko jest odporna na promieniowanie, ale nawet ulega wzmocnieniu pod jego wpływem. Dzięki temu może funkcjonować w wyższych temperaturach i większym napromieniowaniu niż jakikolwiek inny materiał.
Fot. arch. University of Wisconsin-Madison
Podczas reakcji rozszczepienia jądrowego, jakie zachodzą w reaktorach jądrowych, wydziela się ogromna ilość ciepła. Tradycyjnie do chłodzenia stosowana jest woda, ale w takim przypadku temperatura, w jakiej pracuje reaktor, jest ograniczona. Tymczasem podwyższanie temperatury jest najprostszym sposobem na zwiększenie produkcji energii.
Nowe środki chłodzące – takie jak sód czy ołów – mogą działać w dużo wyższych temperaturach, ale z kolei stwarzają wysokie ryzyko korozji materiałów, z których wykonany jest reaktor. Z reguły są to metale, które wykazują niską odporność na korozję w wysokich temperaturach. Jak zapewnia prof. Kumar Sridharan z University of Wisconsin-Madison, problem ten można jednak rozwiązać przy pomocy wysokiej jakości powłoki.
Przełom w energetyce jądrowej
Taką powłokę udało się opracować badaczom z Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) w Mediolanie. Jest to nanoceramiczna warstwa na bazie tlenku glinu. W odróżnieniu od większości materiałów powłokowych, które pod wpływem wysokich dawek promieniowania twardnieją i stają się kruche, pod wpływem promieniowania zostaje ona dodatkowo wzmocniona.
Jak mówi Fabio di Fonzo, szef zespołu z IIT Center for Nano Science and Technology, to dowód na to, że niektóre materiały mogą poprawiać swoje właściwości pod wpływem promieniowania – a to oznacza zupełnie nowe możliwości w branży nuklearnej.
Bezpieczniejsze i bardziej efektywne reaktory
Amerykańscy koledzy pomogli Mediolańczykom w przebadaniu powłoki. Włoscy naukowcy otrzymali nanowarstwę i poddali ją działaniu promieniowania, zaś zespół prof. Sridharana zbadał ją przy pomocy mikroskopii TEM, przeprowadził analizę i pomógł zinterpretować wyniki. W ten sposób udało się powiązać zmiany właściwości mechanicznych ze zmianami na poziomie nanostruktury.
Twórcy nowej technologii przewidują, że dzięki niej reaktory następnej generacji będą bezpieczniejsze i bardziej efektywne. To krok przełomowy – do tej pory nie było materiału, którego właściwości nie tylko nie pogarszają się pod wpływem promieniowania, ale wręcz może ono posłużyć do tego, aby kształtować je na plus.
Źródło: european-coatings.com
