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2020年7月11日

ku九州下载麻省理工发现,辐射可以延长某些合金材料使用寿命

作者 逍遥子

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辐射会使许多材料产生损伤,加速结构老化,这也使得高辐射环境(如核反应堆)的关键零件必须时常更换,但麻省理工(MIT)研究人员发现,对于一些可以在反应炉中使用的合金来说,辐射不仅不会加速材料腐蚀,还反而可以提高其电阻,使材料的使用寿命增加一倍。

根据《自然通讯》(Nature Communications)期刊最新论文作者、麻省理工核科学与工程学教授 Michael Short 的说法,这项发现纯属偶然。当时团队正在试图量化辐射量与某些镍铬合金的腐蚀速率相关性,这些合金可用作核燃料零件的外壳,但团队却在其中发现相反的情况。

材料腐蚀是反应炉容器在恶劣环境中失效的主要原因,因此辐射应该量是造成腐蚀的关键因素,但在测验的一开始,团队就观察到相反效果的迹象:当沐浴在辐射中,材料腐蚀似乎减少而不是加速了。

「我们在不同条件下重复了数十次实验,每次都得到相同的结果,即腐蚀速度推迟。」ku九州比分

在这项模拟反应炉环境的实验中,团队使用了熔融的钠、锂和钾盐模拟反应炉中使用的真空冷却剂,使辐射环境类似于反应炉中的情况,预期在高温熔融盐与金属接触的地方,腐蚀应会迅速发生,但研究人员却发现,当这些镍铬合金浸入辐射中时,腐蚀的速度却减缓至原来的两倍。

在以 650 度高温照射金属与熔融盐接触后,使用穿透式电子显微镜(TEM)仔细分析了受影响合金表面,结果显示,辐射会在合金结构中产生微小缺陷,这种缺陷使金属原子更容易扩散,流入并填充由腐蚀性盐产生的空隙,也就是说,辐射损伤实际上促进了金属内部的一种自愈机制。

Short 指出,其实早在半世纪前就有人曾观察到这种情况,当时在测试早期熔盐反应炉时,便发现材料的腐蚀低于预期,但研究人员一直都不明白其原因。

ku九州比分随着原因揭晓,这项发现将能应用在各种新的反应炉设计中,能够更准确预测反应炉中关键零件的使用寿命,将可以减少对零件及早更换的需求,使其比现有设计更安全,更有效。

「这项发现与特定反应炉设计无关。它可以帮助到所有人」ku九州比分