Het veilig indammen en vertragen van de mobiliteit van reactorbrandstoffen zijn al lang bestaande zorgen van het Amerikaanse ministerie van Energie en het ministerie van Defensie, waardoor de stralingsstabiliteit van de materialen die worden gebruikt voor structurele componenten en splijtstofbekleding van cruciaal belang zijn. In dit onderzoek, wetenschappers gebruikten verschillende analysetools, inclusief EMSL's atom probe tomography (APT), geconcentreerde ionenstraal, en acceleratiemogelijkheden, om complexe oxide nanoclusters binnen oxide dispersie versterkt te onderzoeken, of ODS, staal om hun potentiële weerstand en stabiliteit te bepalen onder een reeks van bestralingsomstandigheden. De complexe nanoclusters in ODS-staal verhogen de sterkte van het metaal bij hoge temperaturen, ODS-staal levensvatbaar maken voor gebruik in nucleaire structuur- of bekledingstoepassingen.

In dit werk, twee ODS-staalsoorten - 14YWT en 9CrODS - ondergingen proton, zwaar-ion, en neutronenbestralingen onder gecontroleerde temperaturen. EMSL's gevoelige atoomsonde, die vooral goed werkt met metalen materialen, kan de elementen van een monster scheiden en reconstrueren in een driedimensionaal beeld. Hierdoor konden de wetenschappers de nanoclusters berekenen en kwantificeren, waaruit blijkt dat de bestralingstemperatuur de clustergrootteverdelingen beïnvloedde. Echter, het aantal clusters bleef constant in de met zware ionen bestraalde omstandigheden (waar clusters werden gedetecteerd). Dit geeft aan dat hoewel botsingscascades atomen verplaatsen tijdens uitgloeien, er zijn geen nieuwe clusters aan het kiemen. Dus, als de temperatuur hoog genoeg is, uitgestoten deeltjes diffunderen terug naar het bovenliggende cluster, wat resulteert in een stabiele omgeving.

In hun gevarieerde analyses de wetenschappers stelden vast dat diffusie ook invloed had op zowel de instabiliteit van de nanoclusters bij lage temperaturen, met weinig of geen deeltjesdiffusie, en stabiliteit bij hoge temperaturen, waar diffusie het mogelijk maakte dat uitgestoten atomen nanoclusters opnieuw vormden. Bovendien, het liet zien hoe ODS-staalsoorten langdurige stralingsbestendigheid kunnen bieden.