Nghiên cứu của MIT có thể giúp dự đoán tuổi thọ của graphite trong lò phản ứng hạt nhân

Một nghiên cứu gần đây của MIT đã nâng cao hiểu biết về cách than chì, một vật liệu quan trọng trong lò phản ứng hạt nhân, hoạt động dưới tác động của bức xạ. Than chì được sử dụng rộng rãi như một chất điều hòa neutron và phản xạ trong các lò phản ứng, đóng vai trò then chốt trong việc duy trì các phản ứng chuỗi hạt nhân được kiểm soát. Tuy nhiên, việc tiếp xúc với bức xạ khiến than chì biến dạng thông qua hiện tượng phồng lên, co lại và nứt vỡ, làm phức tạp việc dự đoán tuổi thọ của nó. Nhóm nghiên cứu tại MIT đã áp dụng một phương pháp thống kê gọi là Phân phối Weibull cùng với kỹ thuật tán xạ tia X để phân tích các mẫu than chì bị chiếu xạ từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge. Nghiên cứu của họ đã tiết lộ hành vi bất ngờ của các lỗ rỗng: ban đầu, các lỗ rỗng được lấp đầy khi than chì bị suy thoái, nhưng sau một thời gian chiếu xạ kéo dài, xảy ra quá trình phục hồi hoặc tôi luyện, trong đó các lỗ rỗng mới hình thành và các lỗ rỗng hiện có trở nên mịn màng và mở rộng, ảnh hưởng đến sự thay đổi thể tích của vật liệu. Phát hiện này làm sáng tỏ cấu trúc phức tạp của than chì gồm các hạt chất độn tinh thể, ma trận liên kết ít tinh thể hơn và các lỗ rỗng có kích thước từ nanomet đến micron, ảnh hưởng đến phản ứng của nó với bức xạ. Kết quả nghiên cứu có thể dẫn đến các dự đoán chính xác hơn và không phá hủy về tuổi thọ của than chì.