Stralingsschade verlaagt het smeltpunt van het metaalwolfraam, een effect dat kan bijdragen aan materiaalfalen in kernfusiereactoren en andere toepassingen waar materialen worden blootgesteld aan deeltjesstraling van extreem heet fusieplasma. Dat is het resultaat van een onderzoek, vandaag gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , dat werd geleid door onderzoekers van het SLAC National Accelerator Laboratory van het Department of Energy.

Om de schade na te bootsen die materialen kunnen oplopen onder de barre omstandigheden van een fusie-experiment, het team bestookte wolfraammonsters met energetische ionen. Vervolgens, ze verwarmden de monsters met een krachtige laser en "filmden" hoe de atomen van de monsters reageerden met SLAC's ultrasnelle "elektronencamera, " een instrument voor ultrasnelle elektronendiffractie (MeV-UED). Ze ontdekten dat beschadigd wolfraam vloeibaar werd bij een lagere temperatuur dan ongerept wolfraam. Door hun experimentele gegevens te combineren met geavanceerde simulaties konden de onderzoekers kwantificeren, Voor de eerste keer, hoe het ultrasnelle smeltproces wordt beïnvloed door stralingsschade.

De resultaten kunnen helpen bij het ontwerp van fusiereactormaterialen, bijvoorbeeld door ideeën aan te dragen voor het omgaan met schadelocaties, zeiden de wetenschappers. Ze onderstrepen ook het belang van high-energy upgrades voor SLAC's Linac Coherent Light Source (LCLS) röntgenlaser en van vermogensverbeteringen voor haar laserfaciliteit, dat zou de weg vrijmaken voor nog gedetailleerdere studies van materialen onder extreme omstandigheden.