Як крихітні вуглецеві нанотрубки можуть змінити спосіб побудови потужних ядерних реакторів

Вуглецеві нанотрубки є дивовижним відкриттям – їх пропонують як заміну кремнію в процесорах, використовують в медичних сенсорах і навіть як пристрій для запобігання розбризкування сечі. Тепер міжнародна команда дослідників з Массачусетського технологічного інституту, Техаського університету A&M, а також університетів Південної Кореї, Чилі та Аргентини відкрила ще одне застосування вуглецевих нанотрубок – в якості металевої добавки, що підвищує довговічність ядерного реактора.

Однією з точок відмови в ядерному реакторі є метал, який використовується в конструкції реактора, особливо той, що використовується в зоні з високим рівнем радіації, як активна зона, і навколо неї. За наявності високих рівнів радіації гелій проникає в метал і послаблює його, утворюючи бульбашки вздовж меж зерен. Це призводить до того, що метал стає пористим і крихким, підвищуючи ймовірність його несподіваного розтріскування.

На думку дослідників, вуглецеві нанотрубки можуть бути використані для боротьби з цим процесом деградації. Дослідження сплаву метал-нанотрубки показують, що нанотрубки утворюють одновимірний канал всередині металу, який дозволяє гелію проходити через матрицю, а не затримуватися всередині, де він може викликати пошкодження. “Метал з рівномірно розподіленими всередині вуглецевими нанотрубками призначений для пом’якшення радіаційних пошкоджень протягом тривалих періодів без деградації”, – говорить постдок Канг Пьо Со. Цей ефект спостерігається навіть тоді, коли нанотрубки вводяться в невеликій кількості, всього лише 2 відсотки від загального обсягу алюмінієвого металу, використаного в дослідженні.

• Крихітний крокуючий робот MIT з часом може стати основою для створення інших, більших роботів
• NASA щойно випробувало крихітний ядерний реактор, який може бути використаний для марсіанської колонії
• Після модернізації вартістю 94 мільйони доларів ядерний термоядерний реактор в Прінстоні вийшов з ладу

Ці нанотрубки здатні витримувати до 70 DPA радіаційного ураження і можуть зменшити крихкість від п’яти до десяти разів у порівнянні з контрольними зразками необробленого алюмінію. “Ми бачимо пори в контрольному зразку, але не бачимо жодної пори” в новому матеріалі, – говорить професор Массачусетського технологічного інституту Джу Лі. “І механічні дані показують, що він має набагато меншу крихкість”. Нанотрубки також зміцнюють метал на 50 відсотків і покращують його здатність згинатися без руйнування.

У цьому дослідженні використовувався алюміній, який застосовується тільки в низькотемпературних системах, але дослідники планують розширити свої випробування на цирконій, метал, який широко використовується в високотемпературних системах ядерних реакторів. Дослідники вважають, що цей ефект нанотрубок є загальним і буде спостерігатися в більшості гібридних матеріалів метал-вуглецеві нанотрубки.

Рекомендації редакції

• Алюмінієво-вуглецеві нанотрубки можуть замінити мідну проводку в автомобілях, йдеться у звіті
• Зміна деякого коду на YouTube може допомогти знизити його вуглецевий слід
• Годування шовкопрядів вуглецевими нанотрубками виробляє шовк, який є до смішного міцним
• Закон Мура знову на шляху з проривом IBM в області вуглецевих нанотрубок

Source: digitaltrends.com