Het beperken van een plasmastraal kan stress veroorzaken, vooral op de afschermingsmaterialen. Gelet op de limieten die inherent zijn aan de testmethoden die momenteel voor dergelijke materialen worden gebruikt, Professor Patrizio Antici en zijn collega's hebben een baanbrekende nieuwe oplossing voorgesteld:het gebruik van laserversnelde deeltjes om materialen onder zware omstandigheden te stresstesten. Onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , zijn methode is veelbelovend voor een aantal toepassingen.

In veel domeinen die worden gekenmerkt door blootstelling aan hoge energie, materialen worden blootgesteld aan intense stress. Wat de toepassing met hoge energie ook is - ruimtevaart, kerncentrales, bepaalde onderzoeksapparatuur - het vermogen van materialen om de fysieke belasting die erop wordt uitgeoefend te weerstaan, moet worden beoordeeld om breuk te voorkomen.

Professor Antici werkt met state-of-the-art apparatuur die koste wat kost moet worden beschermd tegen voortijdige slijtage, en hij wilde de effectiviteit van laser-versnelde deeltjes evalueren bij het induceren van gecontroleerde spanning op materialen. Zijn methode was om een ​​deeltjesstraal te focussen op materialen zoals wolfraam, grafiet, titanium, tantaal en molybdeen, die worden gebruikt in faciliteiten die plasma gebruiken of voor traagheids- of magnetische opsluitingsfusie.

Momenteel, verschillende methoden worden gebruikt om slijtage te simuleren en de sterkte van deze materialen te meten, maar typisch, ze geven slechts een gedeeltelijk beeld, vereisen langere protocollen en zijn moeilijk te modelleren. De hoogenergetische experimenten van Patrizio Antici tonen aan dat de door laser gegenereerde protonenstraal schade kan reproduceren die gelijk staat aan enkele maanden volledige werking van faciliteiten die een ruwe omgeving voor materialen produceren. De tests zijn ook veel sneller omdat ze kunnen worden uitgevoerd met compactere instrumenten en in een paar enkele laserschoten. In vergelijking met conventionele methoden, it geeft nauwkeuriger de exacte operationele omgeving weer waaraan materialen worden blootgesteld.

De innovatieve methode, die mechanische reproduceert, elektrisch, en optische spanning op vijf materialen, kan worden gebruikt om faciliteiten te verbeteren die te maken hebben met omstandigheden die meer bescherming rechtvaardigen.