2011年06月28日 來源： 科技日報 作者： 常麗君
本報訊 據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)6月26日報道，加利福尼亞大學勞倫斯•伯克利國家實驗室和洛杉磯阿拉姆斯國家實驗室開發(fā)出一種輻射檢測技術，能在納米水平檢測核輻射對材料機械性能造成的改變。該技術有助于設計反應堆裝置，開發(fā)建造核設施的新型工程材料，并在日常維護檢測中，減少所需的材料用量。該研究發(fā)表在近日出版的《自然•材料學》雜志上。
核能是一種長效的未來清潔能源，美國約20%的電力和近70%的零排放電力來自核能。但世界上許多國家的核設施不僅用于發(fā)電，還用于研究、材料測試或生產醫(yī)療用的放射性同位素。這些設施的建造材料和結構不同，維護檢修至關重要。日本福島核事故使人們更加重視核技術的安全性。許多國家呼吁對核電站進行“壓力檢測”，以確保其安全運行。
“對于材料本身來說，納米尺度的機械性質檢測比大尺度下的檢測精度更高。”美國國家電子顯微分析中心（NCEM）科學家、加州大學伯克利分校材料科學與工程系副教授安德魯•米諾說，“我們利用納米檢測技術，對一塊直徑僅400納米的輻射樣本的形變進行了精確檢測。該技術真正將核材料檢測領域變得更開放。”
在該研究中，米諾和同事用高能質子對銅樣品進行輻射，以模擬輻射作用對銅的機械性質造成的傷害。利用投射電子顯微鏡力學檢測設備，研究小組能以納米級的分辨率，將樣本的形變精確定位到一個原子的水平。輻射在銅內部造成的三維空間上的裂隙，改變了其晶體結構，這被稱為脫位。這種作用導致被輻射材料脆化易碎，降低了材料的耐壓能力。進一步利用納米級的強度值可計算出大塊材料的性質。
“這種納米尺度的檢測技術有助于延長核反應堆的壽命。”論文合著者、加州大學伯克利分校核工程系副教授彼得•霍斯曼說，“我們將安全問題轉化到對核設施材料的檢測手段上。我們能用較小的樣本，精確測出材料的機械屬性，比如一個工作了40年之久的核設施中的建造材料，以確保其未來的安全運行。”
米諾補充說：“理解材料性質的衰退是機械問題的基礎，也給我們提供了一個模型系統(tǒng)來發(fā)現(xiàn)建造核能設施的新材料。通過研究材料機械性質的缺陷，我們能設計出更加抗輻射損傷的材料，帶來更安全的核設施。”（常麗君）
