【MIT首次揭示石墨辐射损伤全周期变化,破解核反应堆材料“寿命密码”】
#石墨# 是全球部分最古老的核反应堆以及许多在建新一代反应堆的关键结构材料,但其在辐射作用下会发生收缩与膨胀,这种变化机制长期难以破解。
近日,#麻省理工学院# (MIT)研究团队与合作者揭示了石墨材料特性与其辐射响应行为之间的关联。这项突破有望为全球核反应堆用石墨材料寿命预测提供更精准、非破坏性的新方法。
“我们进行了一些基础科学研究,以了解导致石墨结构膨胀并最终失效的原因,”麻省理工学院研究科学家、这项研究的资深作者 Boris Khaykovich 说道。“要将其付诸实践,还需要更多研究,但这篇论文提出了一个对工业界颇具吸引力的想法:或许无需破坏数百个辐照样品就能了解它们的失效点。”
该研究还特别论证了石墨内部孔隙尺寸与#材料# 体积胀缩行为之间的关联机制,这种胀缩正是导致材料性能退化的根源。
“核级石墨的服役寿命受限于辐照诱导膨胀,”合著者、麻省理工学院科研科学家 Lance Snead 指出,“孔隙率是控制膨胀的关键参数。尽管自曼哈顿计划以来核用石墨研究已持续数十年,我们对孔隙率在力学性能和膨胀行为中的作用仍缺乏清晰认知。这项研究填补了该空白。”
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