Самовідновлювальний керамічний змодельований потенційно корисний матеріал для зберігання ядерних відходів - ScienceDaily
Нове комп’ютерне моделювання показало поведінку самовідновлення в звичайній кераміці, що може призвести до розробки радіаційно стійких матеріалів для атомних електростанцій та зберігання відходів.
Дослідники з Тихоокеанської національної лабораторії Тихоокеанського відділу енергетики виявили, що неспокійне переміщення атомів кисню загоює радіаційні пошкодження в сконструйованому керамічному стабілізованому ітрією цирконію.
Вчені Рам Деванатан і Білл Вебер змоделювали, наскільки добре кераміка та інші матеріали витримують випромінювання. "Якщо ви хочете, щоб матеріал витримував випромінювання протягом тисячоліть, ви не можете очікувати, що він просто там сидітиме і прийме його. Має бути механізм самовідновлення", - сказав Деванатан.
"Це дослідження піднімає можливість проектування рухомих дефектів кераміки для підвищення толерантності до випромінювання", - сказав Вебер. Він зазначив, що матеріали, здатні обробляти високі дози випромінювання, також "можуть покращити довговічність ключового обладнання та зменшити витрати на заміну".
Дослідження підходили до розслідування у три етапи. Спочатку вони проаналізували стабілізований ітрією цирконій - сполука оксидів ітрію та цирконію, що містить випадкові структурні дефекти, які називаються «вакансіями». Дефекти виникають через те, що ітрій має менший електричний заряд, ніж цирконій. Щоб виправити дисбаланс заряду, цирконій віддає атоми кисню. Але втрата цих атомів кисню залишає порожні кисневі ділянки. Решта атомів кисню постійно стрибають і виходять з цих місць.