Ядерная энергетика может стать более безопасной благодаря новым исследованиям ученых, которые обнаружили явление, позволяющее материалам стенок реактора самовосстанавливаться после повреждений, нанесенных воздействием высокого уровня радиации, предотвращая, таким образом, возникновение второго Чернобыля. Это сделанное учеными из Национальной лаборатории Лос-Аламос открытие позволит разработать конструкционные материалы для ядерных реакторов следующего поколения, не подверженных разрушительному воздействию радиации.
Конструкционные материалы из которых изготавливаются детали энергетических ядерных реакторов атомных электростанций в процессе эксплуатации подвергаются воздействию целого ряда разрушающих факторов, в первую очередь это высокий уровень радиации, критичные высокие температуры, механические напряжения и коррозийные повреждения.
Сильное радиоактивное излучение, воздействуя на материал конструкции реактора, выбивает атомы вещества, которые попросту теряются, оставляя пустым место, которое они занимали ранее. В течение длительного времени большое количество "пустующих" мест в структуре материала накапливается и материал становится менее плотным, более ломким, в нем появляются пустоты и трещины. Вполне естественно, что такие изменения могут вызвать со временем сбой в работе реактора, который, в лучшем случае, приведет к его остановке для ремонта, а в худшем случае может стать причиной экологической катастрофы.
Ученые в своих исследованиях, результаты которых были опубликованы в журнале Science, использовали наполнение конструкционного материала медными наночастицами, которые выступают в роли своеобразных ловушек для выбитых радиацией атомов вещества. Большинство пойманных в эти ловушки атомов спустя некоторое время под воздействием радиации и высокой температуры возвратились на то же самое место, где они и находились ранее, восстановив, таким образом структуру материала до изначального состояния.
Компьютерное моделирование, проведенное в учеными из Лос-Аламоса, показало, что процесс поимки атома в ловушку и возвращение его на место происходит чрезвычайно быстро, в пределах от одной миллиардной до одной миллионной долей секунды. Компьютерное моделирование так же показало, что для работы этого эффекта требуется некоторое количество энергии, но это количество энергии намного меньше тех потерь и затрат, которые возникнут в результате остановки реактора на ремонтные и восстановительные работы.
Источник: dailytechinfo
|
