Вуглецеві нанотрубки захищають метали від радіаційних пошкоджень

198 Views Comment Off

Хоча в даний час вони перевірені тільки на таких низькотемпературних металах, як алюміній, команда говорить, що здатність нанотрубок уповільнити процес пробою може поліпшити термін роботи науково-дослідних і промислових реакторів.

Радіація шкідлива не тільки для живих істот, вона також негативно впливає на метали, що дуже погано, оскільки ядерні реактори заповнені цим матеріалом. Постійний вплив на метали сильного випромінювання робить їх крихкими і пористими, поки вони не розколюються і руйнуються. Зайве говорити, що це впливає на безпеку і економічність реакторів, так що перешкодити цьому є першочерговим завданням для вчених і інженерів.

Проблема полягає в тому, що при впливі радіоактивних частинок атоми металу трансмутують і розколюються. Це змушує крихітні бульбашки гелію формуватися в вигинах металевого корпусу.

Подібно до того, як бульбашки азоту, які утворюються в крові водолаза, якщо він піднімається занадто швидко, можуть призвести до пошкодження, те ж саме роблять і ці гелієві бульбашки, що утворюються на межі кристалічних зерен, що утворюють метали. Зрештою, метал стає пористим і крихким і набагато більш схильним до поломок.

Команда MIT виявила, що при змішуванні вуглецевих нанотрубок з металом в кількості менше, ніж два відсотки від обсягу в процесі виробництва, метал стає набагато більш стійким до радіації.
Якщо вуглецеві нанотрубки рівномірно розподілені, вони роблять те, що команда називає одновимірною транспортною мережею, яка усуває гелій з металу, перш ніж він може викликати ушкодження.

Цікавим моментом є те, що лиття і кування металів руйнує нанотрубки, перетворюючи їх в карбіди, але вони залишають їх одномірні форми в тому, що вчені порівнюють з комахами, замкненими в бурштині. Це дозволяє не тільки позбутися від гелію, а й відновлює дефекти, надаючи металу спосіб для рекомбінації, що робить його менш крихким.

uglerodnye-nanotrubki-zaschi1

Дослідники виявили, що одномірна структура витримує до 70 СНА радіаційного пошкодження в оброблюваному металі, СНА є середньою мірою того, скільки разів кожен атом в кристалічній решітці вибивається з його місця випромінюванням. У практичному плані це виражається в скороченні від п’яти- до десятиразової крихкості в порівнянні з контрольним зразком.

На додаток до захисту від радіації, додавання нанотрубок покращує міцність матеріалу удвічі, а також підвищує його пластичність.

На даний момент методика була доведена тільки для алюмінію, який плавиться при низьких температурах, але команда тестує її на цирконії і впевнена, що вона може бути використана для металів в більш високій температурі.

Вуглецеві нанотрубки вже є досить дешевими завдяки промисловим масштабам виробництва в Кореї для автомобільної промисловості, а поліпшений алюміній може бути застосований в дослідницьких реакторах, космічних апаратах, а також контейнерах для зберігання радіоактивних відходів.

... ... .
In : Техно

Related Articles

404