(PhysOrg.com) -- Met hernieuwde aandacht voor kernenergie, een UT-onderzoeker in Dallas heeft $ 875 gekregen, 000 Department of Energy (DOE) subsidie ​​om een ​​middel te onderzoeken om de efficiëntie van de elektriciteitscentrale te verhogen en kernafval te verminderen.

Het is de grootste onderzoeksbeurs tot nu toe binnen de jonge faculteit Werktuigbouwkunde van de universiteit.

Dr. Hongbing Lu, een expert op het gebied van nanomaterialen en de eerste houder van de Louis Beecherl Jr.-leerstoel in werktuigbouwkunde aan de Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, zal de scheuren simuleren die zich vormen in het metaallegeringsoppervlak, of bekleding, van splijtstofstaven. Deze scheuren - die zich ontwikkelen in de stressvolle reactoromgeving van enorme hitte, corrosie, bestraling en druk - zijn microscopisch klein maar kunnen een vermindering van de brandstofverbrandingssnelheid veroorzaken, het verminderen van de efficiëntie van de elektriciteitscentrale en het vergroten van het kernafval.

“We werken aan een zeer algemene simulatiemethodologie die op dat soort omgevingen kan worden toegepast, ' zei Lu. “Het is meer dan alleen scheurgroei. We moeten begrijpen hoe het materiaal zich gedraagt ​​onder extreme druk, temperatuur, corrosie en bestraling. Met de methodologie die we gebruiken, we houden rekening met al die factoren en nemen materiaalgedrag op in sommige wiskundige modellen om ze onder zeer gecompliceerde omstandigheden te beschrijven.

Lu en zijn team zullen gegevens genereren over de effecten van druk en temperatuur, rekening houdend met DOE-informatie over splijting en informatie van andere laboratoria over de effecten van corrosie.

“Zodra we alle informatie over splijtstofbekleding in die omgeving hebben verzameld, dan kunnen we alles in een simulatiecode stoppen en een beter begrip ontwikkelen van hoe snel de scheuren groeien, ' zei Lu. "Op dat moment kunnen we verder gaan dan de simulaties en beginnen met het werken aan daadwerkelijke materialen die zijn getest in de overheidslaboratoria."

Het uiteindelijke doel is om de resultaten te gebruiken om tot een beter brandstofbekledingsmateriaal te komen, maar het werk zou ook op verschillende andere gebieden moeten worden toegepast.

"Dezelfde simulatiemethodologieën die we ontwikkelen, kunnen worden toegepast op andere delen van een kerncentrale, ' zei Lu. “Neem de drukvaten, bijvoorbeeld. De omgeving is misschien niet zo extreem als in de splijtstofbekleding - de temperatuur en straling kunnen lager zijn - maar, algemeen, de twee omgevingen lijken erg op elkaar. En als je de straling verwijdert, je kunt de methodieken toepassen op andere hogedrukomgevingen zoals motoren.”

Ondanks aanhoudende zorgen van het publiek over de veiligheid van kerncentrales, zelfs tientallen jaren na de kernongevallen Three-Mile Island en Tsjernobyl, de planeet bevindt zich midden in wat een nucleaire renaissance wordt genoemd, vooral in China en India. Lu hoopt de zorgen van de mensen weg te nemen.

“Met behulp van moderne technologie, kernenergie is echt veilig, ' zei Lu. “Het is heel anders dan vele decennia geleden. De kernfysica is al uitgedacht. Andere dingen zijn bepalend voor de efficiëntie van de brandstofverbranding. Je hebt mensen nodig uit alle disciplines. Mijn bijdrage heeft te maken met de mechanica en materiaalaspecten van het kernsplijtingsproces.”

Energie is een van de belangrijkste problemen waarmee de samenleving momenteel te maken heeft, hij voegde toe, erop wijzend dat alternatieven voor fossiele brandstoffen hard nodig zijn.