방사선 유도 손상의 Nanoscale 연구 결과

Published on November 19, 2012 at 3:46 AM

원자로의 차세대를 건설하기 위하여는, 물자 과학자는 관대한 방사선 손상인 특정 물자의 비밀을 자물쇠로 여는 것을 시도하고 있습니다.

헬륨으로 이식된 (스캐닝 전자 현미경으로 보이는) 구리와 철 nano 기둥. 화살은 2개의 금속 사이에서 공용영역을 조준합니다. 크레딧: 요정 Landau 그 외 여러분/Caltech

지금 (Caltech) 가주 공과 대학에 연구원은 그것들중 하나에 2개의 주의깊게 선정한 금속 사이 공용영역이 비밀 어떻게, 방사선 손상 흡수하거나, 치유할 수 있는지 새로운 이해를 가져왔습니다.

"향상된 원자로, 를 적당한 구조상 물자 선정에 관해서 우리가 물자 속성에 대한 방사선 손상 그리고 그것의 효력을 이해하다 결정적입니다. 그리고 우리는 고립된 소규모 특징에 대한 이 효력을 공부할 필요가 있습니다," Caltech에 재료 과학의 Julia R. Greer, 조교수 및 기계공을 말합니다. 길이가 미터의 billionths에서 측정되는지 nanoscale 곳에 이를 고려해 볼때, Caltech, Sandia 국립 연구소는, 버클리 주립 대학 도중 내내 확대하는에 방사선 유도 손상에 및 로스 알라모스 국립 연구소에서 Greer 그리고 동료 면밀한 관찰을 취했습니다. 그들의 결과는 전표에서 온라인으로 진행했습니다 기능적인 물자를 작은 나타납니다.

핵 방사선 조사 도중, 중성자 같이 정력적인 입자 및 이온은 반응기를 구성하는 궁극적으로 강철과 같은 물자에 손상을 입히는 충돌의 연결 메시지를 출발하는 금속 내의 그들의 정규 격자 사이트에서 원자를 전치합니다. 이 프로세스의 부산물의 한개는 헬륨 거품의 대형입니다. 헬륨은 고형물 안에 녹이지 않기 때문에, 합체할 수 있는 물자 다공성을, 과민한 만드는, 압력을 가한 가스 거품을 그러므로 파손에 영향을 받기 쉬운 형성하고.

약간 nano 설계한 물자는 그 같은 손상을 저항할 수 있고 합체에서 더 큰 공허로, 예를 들면 헬륨 거품을 방지할 수 있습니다. 예를 들면, 다른의 극단적으로 얇은 교체 층으로 위로 만든 약간 금속 nanolaminates 물자는 그들의 결정 구조 사이에서 존재하는 미스매치 때문에 층 사이 공용영역에 방사선 유도 결점의 각종 모형을 흡수할 수 있습니다 금속.

"사람들은 공용영역이 전체로서 수 있는 무슨을의 아이디어가, 계산에서, 할 있습니다, 그들의 결합한 글로벌 효력이인 무슨 실험에서 알고 있. 정확하게 1개의 개별적인 공용영역이 하고 무슨 특정 역할이라고 nanoscale가 실행에 크기를 나타내는 무슨 인 모르는 무엇을," Greer를 말합니다. "그것은 우리가 있던 조사할 수." 무슨이고

요정 Landau와 Guo Qiang 의 이 연구 결과의 때에 Greer의 실험실에 있는 두 박사학위 취득 후 학자다는, 전기도금을 하는에 불린 화학 절차를 증가합니다 순수한 구리의 소형 기둥 또는 공용영역 철 결정이 구리 결정 꼭대기에 앉는 1개를 정확하게 포함하는 기둥을 이용했습니다. 다음, 헬륨 방사선 조사의 효력을 복제하기 위하여, Sandia와 로스 알라모스에 파트너와 일해서, 헬륨 이온, 공용영역에 그리고, 분리되는 실험에서, 기둥을 통하여 둘 다를 가진 그 nanopillars를 직접 이식했습니다.

연구원은 그 때 특정 긴장이 적용될 때 유일한 nanomechanical 테스트 계기를, 불렀습니다 그(것)들에의 기계적 성질에 대해 배우는 쪽으로 컴퓨레스 작은 기둥 및 풀 둘 다에 Caltech에, 건축하는 W.M. Keck Engineering 실험실의 subbasement에서 기둥 어떻게 바뀐 그들의 길이 있는 SEMentor를 사용했습니다, 그리고 끊은 곳에, 예를 들면.

"이 실험 아주 입니다, 아주 민감한,"는 Landau는 밝힙니다. "그것에 대하여 생각하는 경우에, 기둥 단지 100개 나노미터만 넓게 그리고 대략 700 나노미터인의 각자는 머리의 단일 나선 보다는 더 얇습니다 천 시간 길. 우리는 고해상도 현미경에서만 그(것)들을 볼 수 있습니다."

팀은 헬륨 없이 기둥과 비교된 60%까지 일단 그(것)들이 철과 구리 결정 사이 공용영역에 기둥으로 소량의 헬륨을 삽입하면 것을을, 기둥의 병력 증가했습니다 발견했습니다. 다량은, Landau 예상되었다 "강하게 하기 방사선 조사 대량 물자에 있는 유명한 현상."가이기 때문에, 설명합니다 그러나, 그녀는 취화와, 그 같은에게 강하게 하는 전형적으로 연결됩니다 주의하고, "우리는 과민한 원하지 않습니다 물자를."

의외로, 연구원은 헬륨이 공용영역에 이식될, 더 넓게 분산될 때 그들의 nanopillars에서, 병력에 있는 증가가 취화와 더불어 오지 않았다는 것을 것을을, 게다가 발견했습니다. 공용영역 자체가 긴장의 밑에 점차적으로 모양없이 할기 수 있었기 때문에 실제로, 찾아낸 Greer와 그녀의 팀은, 물자 그것의 연성을 유지할 수 있었습니다.

이것은 물자 금속 nanolaminate에서, 작은 헬륨 거품이 나노미터의 약간 10 보다는 멀리 더 많은 것이 결코 아닌 공용영역에 이동할 수 있다는 것을, 의미해, 필수적으로 물자를 치유하. "우리가 거품이 공용영역 안에 있거나 획일하게 분산한 기둥이 비극에서 이제까지 실패하지 않는 경우에 상관 없습니다 인 보여주고 있는 무엇을, 갑작스러운 형식," Greer는 말합니다. 그녀는 이식된 헬륨 주의합니다 거품 직경에 있는 1개에서 2개 나노미터가 종이 인 향상된 기능적인 물자에서 기술되는; 미래 연구 결과에서는, 단은 고온에서 더 큰 거품을 가진 방사선 손상과 관련있는 추가 조건을 나타내기 위하여 실험을 반복할 것입니다.

작은 종이에서는, 연구원은 금속의 층을 이루기 없이 구리로, 완전히 만든 nanopillars 조차, 전시한 방사선 조사 유도한 강하게 하는 보여주었습니다. 그것은 같은 비치지 않았었던 그들 동일 병력을 전시한 양성자 비친 구리 nanopillars에 그밖 연구원 에의한 사전 작업에서 결과와 뚜렷한 대조를 이룹니다. Greer는 모두 물자에 대한 동일 효력이 있지 않기 수 있기 때문에 이것이 nanoscale에 방사선 조사 유도한 결점의 다른 모형을 평가하는 필요를 조준한다고 말합니다.

아무도가 확률이 높은 nanopillars에서 원자로를 곧 건축하는 위하여 동안, Greer는 개별적인 공용영역 및 nanostructures가 어떻게 작동하는지 이해하는 것이 중요하다는 것을 이라고와 주장합니다. 그(것)들을 디자인하는 "공차에는 있고 손상 무엇이,"는지 방법이 물자에게 방사선을 치유하는 기능을 주는 무슨이 이 일이어 기본적으로 저희에게 가르치 그녀는 말합니다. 새로운 물자의 디자인으로 정보는 물자 행동의 미래 모형으로 통합될 수 있다 도울 수 있는.

근원: http://www.caltech.edu/

Last Update: 19. November 2012 04:32

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