Een groep onderzoekers van het Department of Mechanical Engineering en het Department of Materials Science and Engineering aan de Texas A&M University onder leiding van Dr. Xinghang Zhang heeft de defectdynamiek onderzocht in met zware ionen (Krypton) bestraalde nanotwinned Ag en onthulde interacties tussen dubbele grens-defectclusters via in-situ straling.

Het ontwerp van kernreactoren van de volgende generatie vereist materialen met een superieure stralingstolerantie. Onder de extreme stralingsomstandigheden, een groot aantal defecten en hun clusters worden gegenereerd en resulteren bijgevolg in mechanische instabiliteit van bestraalde metalen materialen. Tijdens het bestuderen van stralingsschade in nanotwinned Ag door in-situ bestralingstechniek in de IVEM-faciliteit in het Argonne National Laboratory, Zhangs studenten, Jin Li en Kaiyuan Yu ontdekten twee interessante fenomenen.

Eerst, ze identificeerden zones met dubbele begrenzingen waarin de tijdaccumulerende defectdichtheid en defectdiffusiviteit aanzienlijk verschillen van die in het interieur van de tweeling. Aanvullend, in situ-onderzoeken onthulden ook uitstekende veerkracht van tweelinggrenzen als reactie op straling:tweelinggrenzen blijven hun geometrie veranderen om de vangst te vergemakkelijken, transport en verwijdering van defectclusters. Bovendien kunnen tweelinggrenzen herstellen door tegengestelde type defecten te absorberen.

"Zonder tijdaccumulerende studies uit te voeren, we zouden het bestaan ​​van zones met twee grensgebieden hebben gemist", zei Li.

"Deze studie biedt verdere ondersteuning voor de implementatie van dubbele grenzen als effectieve defect-putten voor het ontwerp van stralingstolerante nanogestructureerde metalen materialen", voegde Yu toe, die nu assistent-professor is in China.

De krant, "In situ studie van defecte migratiekinetiek en zelfgenezing van dubbele grenzen in zware ionen bestraalde nanotwinned metalen" werd gepubliceerd in het nummer van april 2015 in Nano-letters .