نانولوله‌های کربنی به کمک رآکتورها می‌آیند

یک تیم بین‌المللی از دانشمندان به رهبری موسسه فناوری ماساچوست کشف کرده‌اند که اضافه کردن مقدار کمی از نانولوله‌های کربنی به فلزات باعث مقاوم‌تر شدن آنها در برابر آسیب تشعشعات می‌شود.

کد خبر: ۱۲۰۴۸۶۶

تاریخ: ۱۷ اسفند ۱۳۹۴ - ۰۸:۵۱

به گزارش خبرگزاری دانا، هر چند در حال حاضر تاثیر این فناوری تنها در فلزاتی با دمای ذوب پایین مانند آلومینیوم اثبات شده است، این تیم می‌گوید که توانایی نانولوله‌ها در کاهش فرآیند تخریب می‌تواند طول عمر عملیات تحقیقاتی و رآکتورهای تجاری را بهبود بخشد.

پرتوهای رادیویی تنها تهدیدکننده حیات موجودات زنده نیستند بلکه برای فلزات نیز مضر می‌باشند. این امر نگران کننده است زیرا رآکتورهای هسته‌ای کاملا از فلز ساخته شده‌اند و قرار گرفتن مداوم فلزات در معرض تابش‌های قوی باعث می‌شود که این فلزات شکننده و متخلخل شده و در نهایت ترک خورده و بشکنند. این مسئله بر روی ایمنی و اقتصاد رآکتورها تاثیر می‌گذارد، بنابراین پیشگیری از این اتفاق یک اولویت مهم برای دانشمندان و مهندسان است.

این پرتوهای رادیویی، فلز رآکتورها را بمباران کرده و موجب شکل گیری حباب‌هایی از جنس هلیوم می‌شوند و با افزایش این حباب‌ها ساختار فلز ترک خورده، مقاومت خود را از دست داده و متخلخل می‌شود و در نهایت ازهم می‌پاشد.

تیم محققان موسسه فناوری ماساچوست دریافتند که ترکیب نانو‌لوله‌های کربنی با فلزات با میزانی کمتر از دو درصد حجم فلز در طول فرآیند تولید، سبب مقاوم شدن فلز در برابر پرتوهای رادیویی می‌شود. اگر نانولوله‌ها به طور مساوی در طول فرآیند تولید توزیع شوند سبب بوجود آمدن شبکه‌ای می‌شوند که محققان این تیم آن را شبکه یک بعدی انتقال نفوذ می‌نامند. این شبکه از اعمال نفوذ حباب‌های هلیوم جلوگیری کرده و پیش از آسیب رساندن آنها به ساختار فلزی، آن‌ها را به بیرون انتقال می‌دهد.

یک نکته جالب این است که ریخته گری و قالب‌گیری فلزات، نانولوله‌ها را به کاربید تبدیل کرده و سبب از بین رفتن آنها می‌شود اما آنها شکل یک بعدی خود را به جا گذاشته و راهی برای خروج هلیوم بوجود می‌آورند. این امر نه تنها اجازه می دهد تا هلیوم به بیرون راه پیدا کند، بلکه نواقص را تعمیر کرده و راهی برای ترکیب مجدد فلز و ترمیم ساختار آن و کاهش شکنندگی آن فراهم می‌کند.

لازم به ذکر است که مقاومت فلزی که با این روش در برابر پرتوهای رادیواکتیو بوجود می‌آید، پنج تا 10 برابر بیشتر از روش‌های سنتی پیشین است.

افزودن این نانولوله‌ها به فلزات علاوه بر بهبود حفاظت فلزات در برابر پرتوها، قدرت این مواد را ارتقا بخشیده و همچنین سبب بهبود یافتن انعطاف پذیری آن می‌شود.

در حال حاضر این روش تنها بر روی آلومینیوم آزمایش شده است، اما محققان در حال آزمایش این روش جدید بر روی عنصر زیرکونیوم نیز هستند.

این محققان بر این باورند که می‌توان از این شیوه در مورد فلزاتی با دمای ذوب بالاتر هستند نیز استفاده کرد.