Hình ảnh 3D thời gian thực cho thấy vật liệu hạt nhân bị ăn mòn dưới áp lực

Các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát triển một kỹ thuật chụp ảnh 3D thời gian thực mới sử dụng tia X cường độ cao tập trung kết hợp với lớp đệm silicon dioxide để quan sát sự ăn mòn và ứng suất ở quy mô nano trong các hợp kim lò phản ứng hạt nhân, đặc biệt là các kim loại dựa trên niken. Phương pháp này vượt qua những thách thức trước đây bằng cách ổn định mẫu và cho phép các thuật toán thu hồi pha ghi lại quá trình hư hỏng động bên trong vật liệu dưới các điều kiện mô phỏng giống như trong lò phản ứng hạt nhân. Bằng cách quan sát sự ăn mòn và nứt vỡ khi chúng xảy ra, các nhà khoa học có thể hiểu rõ hơn về sự suy thoái vật liệu, điều này có thể dẫn đến việc thiết kế các lò phản ứng hạt nhân an toàn hơn và bền lâu hơn. Một kết quả bất ngờ của nghiên cứu là khả năng điều chỉnh ứng suất trong tinh thể bằng tia X, một phát hiện có tiềm năng ứng dụng vượt ra ngoài kỹ thuật hạt nhân, bao gồm cả sản xuất vi điện tử, nơi kỹ thuật ứng suất giúp cải thiện hiệu suất thiết bị. Nhóm nghiên cứu dự định mở rộng kỹ thuật này để nghiên cứu các hợp kim phức tạp hơn có liên quan đến ngành công nghiệp hạt nhân và hàng không vũ trụ, đồng thời khảo sát cách độ dày lớp đệm thay đổi ảnh hưởng đến việc kiểm soát ứng suất. Các chuyên gia nhấn mạnh tầm quan trọng của công trình này trong việc nâng cao hiểu biết về hành vi vật liệu ở quy mô nano dưới tác động của bức xạ và vai trò quan trọng của hiệu ứng nền trong việc làm giảm ứng suất.