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Le carbone Nanotubes améliorent le métal ? longévité de s sous le rayonnement

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Les chercheurs de MIT ont découvert qu'ajouter une quantité minuscule de nanotubes de carbone à l'aluminium utilisé dans des réacteurs nucléaires peut nettement ralentir la panne du métal, vies de l'opération des réacteurs potentiellement de élargissement.

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Pour maintenant, la méthode a prouvé efficace seulement pour l'aluminium, qui limite ses applications aux environnements de la bas-température trouvés dans des réacteurs pour recherches scientifiques de recherche scientifique. Mais l'équipe dit que la méthode peut également être utilisable dans les alliages de la haut-température utilisés dans des réacteurs commerciaux.

Une des raisons principales de limiter les vies d'opération des réacteurs nucléaires est que les métaux exposés à l'environnement fort de rayonnement près du coeur de réacteur deviennent poreux et fragiles, qui peut mener à la fissuration et à l'échec. L'hélium de la transmutation de rayonnement prend la résidence à l'intérieur des métaux et les fait devenir résolus avec les bulles minuscules le long des joints de grain et progressivement plus fragiles.

Les nanotubes, en dépit de composer seulement une petite fraction du volume ? moins de 2% ? peut former un filtrage, le réseau de transport unidimensionnel pour fournir des voies pour l'hélium à la fuite soutiennent au lieu de l'emprisonnement dans le métal, où il peut continuer à faire des dommages. L'essai a prouvé qu'après exposition au rayonnement, les nanotubes de carbone dans le métal peuvent être chimiquement changés aux carbures, mais maintiennent-ils toujours leur forme mince ? insectes presque similaires emprisonnés en ambre ? dit Ju Li, professeur de MIT de science des matériaux et de technologie. ? Il ? s tout à fait étonnant ? vous mettez ? t voient une goutte ; ils maintiennent leur morphologie. Il ? s encore unidimensionnel. ?

Tout le secteur dièdre énorme de ces nanostructures 1D fournit une manière pour que les défauts ponctuels induits par la radiation recombinent dans le métal, allégeant un processus qui mène également à la fragilisation. Les chercheurs ont prouvé que la structure 1D pouvait survivre à jusqu'à 70 déplacements par atome des dommages causés par les radiations.

Après exposition de rayonnement est-ce que, Li, il les pores dans l'échantillon témoin, mais aucun pore indique n'y a dans le nouveau matériel ? et des expositions mécaniques de données il a beaucoup moins de fragilisation. ? Pour une quantité donnée d'exposition au rayonnement, les essais ont montré que la quantité de fragilisation est réduite environ cinq à dix fois.

Le nouveau matériel a besoin seulement des quantités minuscules de nanotubes de carbone (CNTs) ? environ 1% en poids additionné au métal ? et ce sont peu coûteux de produire et le processus, l'équipe indique. Le composé peut être fabriqué à bas pris par des méthodes industrielles communes et déjà est produit par la tonne par des fabricants en Corée du Sud pour l'industrie automotrice.

Même avant exposition au rayonnement, l'addition de cet un peu de nanotubes améliore la force du matériel de 50% et améliore également sa ductilité de tension ? sa capacité de déformer sans rupture ? l'équipe dit.

Tandis que la matière employée pour l'essai était en aluminium, l'équipe prévoit d'exécuter les essais semblables avec du zirconium, un métal employé couramment pour des applications à hautes températures de réacteur telles que le revêtement des granules de carburant nucléaire. ? Nous pensons que c'est une propriété générique des systèmes de métal-CNT ? dit le postdoc Kang Pyo de MIT ainsi.