Een nieuwe op wolfraam gebaseerde legering die is ontwikkeld in het Los Alamos National Laboratory is bestand tegen ongekende hoeveelheden straling zonder schade. Essentieel voor omgevingen met extreme straling, zoals het interieur van magnetische fusiereactoren, eerder onderzochte materialen zijn tot dusver gehinderd door zwakte tegen breuk, maar deze nieuwe legering lijkt dat probleem te verhelpen.

"Dit materiaal vertoonde een uitstekende stralingsweerstand in vergelijking met pure nanokristallijne wolfraammaterialen en andere conventionele legeringen, " zei Osman El Atwani, de hoofdauteur van het artikel en de hoofdonderzoeker van het project "Radiation Effects and Plasma Material Interactions in Tungsten Based Materials" in Los Alamos. "Ons onderzoek naar de mechanische eigenschappen van het materiaal onder verschillende stresstoestanden en de reactie van het materiaal onder blootstelling aan plasma is aan de gang."

"Het lijkt erop dat we een materiaal hebben ontwikkeld met een ongekende stralingsbestendigheid, " zei hoofdonderzoeker Enrique Martinez Saez, een co-auteur van het papier in Los Alamos. "We hebben nog nooit een materiaal gezien dat bestand is tegen het niveau van stralingsschade dat we hebben waargenomen voor deze legering met hoge entropie [vier of meer hoofdelementen]. Het lijkt uitstekende mechanische eigenschappen te behouden na bestraling, in tegenstelling tot traditionele tegenhangers, waarin de mechanische eigenschappen gemakkelijk afnemen onder bestraling."

Arun Devaraj, een materiaalwetenschapper en projectmedewerker bij Pacific Northwest National Laboratory, dat is genoteerd, "Atom probe tomografie onthulde een interessante gelaagdheid op atomair niveau van verschillende elementen in deze legeringen, die vervolgens veranderden in nanoclusters wanneer ze werden blootgesteld aan straling, waardoor we beter begrijpen waarom deze unieke legering zeer stralingstolerant is."

Het materiaal, gemaakt als een dunne film, is een quaternaire nanokristallijne wolfraam-tantaal-vanadium-chroomlegering die is gekarakteriseerd onder extreme thermische omstandigheden en na bestraling.

"We hebben het nog niet getest in corrosieve omgevingen, "Martínez Saez zei, "maar ik verwacht dat het daar ook goed zou moeten presteren. En als het kneedbaar is, zoals verwacht, het kan ook worden gebruikt als turbinemateriaal omdat het vuurvast is, materiaal met een hoog smeltpunt."

Deze week beschreven in een paper in wetenschappelijke vooruitgang , het project was een multi-institutionele inspanning, waarbij onderzoekers en faciliteiten van Los Alamos National Laboratory betrokken zijn, Argonne Nationaal Laboratorium, Pacific Northwest Nationaal Laboratorium, Technische Universiteit van Warschau, Polen, en de Britse Atomic Energy Authority.