Ученые из Казахстана и России сделали промышленную керамику для ядерных реакторов прочнее с помощью облучения ионами, сообщило Минобрнауки РФ во вторник.
Российские и казахстанские ученые изучили, как мощное облучение ионами криптона влияет на структуру и свойства керамики — материала, который сегодня широко применяют в ядерных реакторах, газотурбинных двигателях и космической технике, объяснили в российском ведомстве.
"Выяснилось, что управляемым ионным воздействием можно не только моделировать радиационные повреждения, но и использовать его как инструмент "обучения" материала выносливости. В перспективе это поможет создать новое поколения функциональных керамических материалов, способных эффективно работать там, где другие теряют прочность — в ядерных реакторах, космосе и высокоэнергетических установках будущего", - говорится в сообщении Минобрнауки РФ.
При умеренном уровне облучения ионы даже придают материалу дополнительную прочность: такой параметр как микротвёрдость (твёрдость отдельных участков микроструктуры материала) возрастает почти вдвое, подчеркнули в Минобрнауки РФ.
"Это означает, что ионное облучение не только разрушало, но и буквально "перестраивало" материал, способствуя формированию более стабильных структур. По сути, правильно подобранная доза ионного воздействия превращает дефекты из разрушительного фактора в механизм самостабилизации материала", - рассказал российский соавтор исследования, заведующий кафедрой ЮНЕСКО "Новые материалы и технологии", доцент кафедры физики твёрдого тела и нанотехнологий Сибирского федерального университета Игорь Карпов.
По словам учёных, результаты работы помогают понять, как можно создавать материалы, способные выдерживать экстремальные условия — например, оболочки тепловыделяющих элементов в реакторах нового поколения, защитные покрытия для двигателей или элементы космических аппаратов.
По мнению эксперта, понимание того, как именно формируются и развиваются радиационные дефекты, позволяет целенаправленно управлять структурой керамики, добиваясь оптимального сочетания прочности и устойчивости. Такие данные крайне важны для создания новых материалов для ядерной энергетики — например, оболочек тепловыделяющих элементов, которые должны сохранять форму и герметичность даже при аварийных перегрузках, а также теплозащитных и барьерных покрытий, способных выдерживать потоки нейтронов и ионов.