美開發出新輻射檢測技術

據美國物理學家組織網6月26日報道，加利福尼亞大學勞倫斯?伯克利國家實驗室和洛杉磯阿拉姆斯國家實驗室開發出一種輻射檢測技術，能在納米水平檢測核輻射對材料機械性能造成的改變。該技術有助于設計反應堆裝置，開發建造核設施的新型工程材料，并在日常維護檢測中，減少所需的材料用量。該研究發表在近日出版的《自然?材料學》雜志上。

核能是一種長效的未來清潔能源，美國約20%的電力和近70%的零排放電力來自核能。但世界上許多國家的核設施不僅用于發電，還用于研究、材料測試或生產醫療用的放射性同位素。這些設施的建造材料和結構不同，維護檢修至關重要。日本福島核事故使人們更加重視核技術的安全性。許多國家呼吁對核電站進行“壓力檢測”，以確保其安全運行。

“對于材料本身來說，納米尺度的機械性質檢測比大尺度下的檢測精度更高?！泵绹鴩译娮语@微分析中心(NCEM)科學家、加州大學伯克利分校材料科學與工程系副教授安德魯?米諾說，“我們利用納米檢測技術，對一塊直徑僅400納米的輻射樣本的形變進行了精確檢測。該技術真正將核材料檢測領域變得更開放?！?

在該研究中，米諾和同事用高能質子對銅樣品進行輻射，以模擬輻射作用對銅的機械性質造成的傷害。利用投射電子顯微鏡力學檢測設備，研究小組能以納米級的分辨率，將樣本的形變精確定位到一個原子的水平。輻射在銅內部造成的三維空間上的裂隙，改變了其晶體結構，這被稱為脫位。這種作用導致被輻射材料脆化易碎，降低了材料的耐壓能力。進一步利用納米級的強度值可計算出大塊材料的性質。

“這種納米尺度的檢測技術有助于延長核反應堆的壽命?！闭撐暮现?、加州大學伯克利分校核工程系副教授彼得?霍斯曼說，“我們將安全問題轉化到對核設施材料的檢測手段上。我們能用較小的樣本，精確測出材料的機械屬性，比如一個工作了40年之久的核設施中的建造材料，以確保其未來的安全運行?！?

米諾補充說：“理解材料性質的衰退是機械問題的基礎，也給我們提供了一個模型系統來發現建造核能設施的新材料。通過研究材料機械性質的缺陷，我們能設計出更加抗輻射損傷的材料，帶來更安全的核設施?！?/p>

（科技日報）