受輻射材料形變檢測能力達到納米級

　　據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)6月26日報道，加利福尼亞大學(xué)勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗室和洛杉磯阿拉姆斯國家實(shí)驗室開(kāi)發(fā)出一種輻射檢測技術(shù)，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(shù)有助于設計反應堆裝置，開(kāi)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(xué)》雜志上。

　　核能是一種長(cháng)效的未來(lái)清潔能源，美國約20%的電力和近70%的零排放電力來(lái)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(chǎn)醫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(guān)重要。日本福島核事故使人們更加重視核技術(shù)的安全性。許多國家呼吁對核電站進(jìn)行“壓力檢測”，以確保其安全運行。

　　“對于材料本身來(lái)說(shuō)，納米尺度的機械性質(zhì)檢測比大尺度下的檢測精度更高�！泵绹鴩�家電子顯微分析中心(NCEM)科學(xué)家、加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)與工程系副教授安德魯·米諾說(shuō)，“我們利用納米檢測技術(shù)，對一塊直徑僅400納米的輻射樣本的形變進(jìn)行了精確檢測。該技術(shù)真正將核材料檢測領(lǐng)域變得更開(kāi)放�！�

　　在該研究中，米諾和同事用高能質(zhì)子對銅樣品進(jìn)行輻射，以模擬輻射作用對銅的機械性質(zhì)造成的傷害。利用投射電子顯微鏡力學(xué)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(gè)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(chēng)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(jìn)一步利用納米級的強度值可計算出大塊材料的性質(zhì)。

　　“這種納米尺度的檢測技術(shù)有助于延長(cháng)核反應堆的壽命�！闭撐暮现�(zhù)者、加州大學(xué)伯克利分校核工程系副教授彼得·霍斯曼說(shuō)，“我們將安全問(wèn)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(gè)工作了40年之久的核設施中的建造材料，以確保其未來(lái)的安全運行�！�

　　米諾補充說(shuō)：“理解材料性質(zhì)的衰退是機械問(wèn)題的基礎，也給我們提供了一個(gè)模型系統來(lái)發(fā)現建造核能設施的新材料。通過(guò)研究材料機械性質(zhì)的缺陷，我們能設計出更加抗輻射損傷的材料，帶來(lái)更安全的核設施�！�