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    Análise em nanoescala de materiais para futuros reatores de fusão
    p Crédito:National Research Nuclear University

    p Cientistas da National Research Nuclear University MEPhI (Rússia) esclareceram como a mudança da nanoestrutura de materiais para futuros reatores de fusão de energia influencia sua plasticidade, resistência ao calor e outras propriedades importantes. p O desenvolvimento de reatores de nêutrons rápidos e um reator de fusão eficiente são projetos de engenharia de energia nuclear promissores. O primeiro permitirá encerrar o ciclo do combustível nuclear e tornar a indústria da energia nuclear mais amiga do ambiente. Este último permitirá a criação de um método fundamentalmente novo de produção de energia. O projeto mais conhecido para acelerar o surgimento de reatores de fusão produtores de energia é o International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER).

    p É difícil criar novos dispositivos de energia porque eles envolvem a criação de condições extremas. Demandas incrivelmente altas são feitas em materiais para novos reatores. Exposto a altas temperaturas e fluxos de radiação de alta energia, os materiais existentes tendem a se degradar rapidamente. O mais durável deles pode sustentar doses de radiação, em que cada átomo é deslocado entre 80 e 90 vezes. Este parâmetro deve ser duas vezes maior para instalações de energia termonuclear. A resistência ao estresse do material determina se um reator pode ser considerado eficiente e seguro.

    p Os pesquisadores do MEPhI resolveram esse problema usando nanotecnologias. Os aços ferrita-martensita baseados em ligas de Fe-Cr e aços reforçados com dispersão de óxido são considerados os materiais mais promissores para futuras instalações de energia. Pesquisadores do MEPhI demonstraram experimentalmente como esses materiais podem ser reestruturados no nível atômico e como os átomos foram redistribuídos, levando a um aumento substancial da fragilidade e perda de plasticidade. A pesquisa foi publicada no Journal of Nuclear Materials e a Jornal de Materiais Nucleares e Energia .

    p Mudar a nanoestrutura de um material pode mudar suas propriedades, e como conseqüência, reduzir significativamente o ciclo de vida das zonas ativas. Em alguns casos, Contudo, os cientistas podem selecionar mudanças na nanoestrutura que fornecem materiais com propriedades únicas, como alta resistência ao calor. Durante os experimentos, Ligas modelo Fe-Cr e aços reforçados com dispersão de óxido (ODS) foram expostos a vários impactos, durante o qual mudanças em nanoescala nas propriedades foram registradas com a ajuda da tomografia de sonda atômica.

    p Sergei Rogozhkin, vice-chefe do Departamento de Estados Extremos da Física da Matéria do Instituto MEPHi de Física e Tecnologia Nucleares, disse que eles analisaram o estado em nanoescala dos materiais e sua reestruturação sob vários impactos:"Nós induzimos o envelhecimento térmico e usamos feixes de íons de metal para estabelecer que sua influência poderia levar à quebra da nanoestrutura."

    p De acordo com S. Rogozhkin, esta pesquisa pode ser usada para criar materiais para o ITER e para futuras instalações de energia. "O ITER tem como objetivo demonstrar a eficiência do conceito de reator termonuclear. Os requisitos de materiais são altos nesta fase, mas uma instalação termonuclear de próxima geração criará condições ainda mais extremas, materiais tão fundamentalmente novos, incluindo aqueles que estamos estudando agora, estão sendo desenvolvidos precisamente para esses requisitos, " ele explicou.
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