Un nuevo avance en un método desarrollado por investigadores del MIT podría permitir un monitoreo continuo y de alta precisión de los materiales expuestos a un ambiente de alta radiación. El método puede permitir que estos materiales permanezcan en su lugar por mucho más tiempo, eliminando la necesidad de un reemplazo preventivo.También podría acelerar la búsqueda de materiales nuevos y mejorados para estos entornos hostiles.
Los nuevos hallazgos aparecen en la revista letras de física aplicada , en un documento del estudiante de posgrado Cody Dennett y el profesor asistente de ciencias e ingeniería nuclear Michael Short. Este estudio se basa en el trabajo anterior del equipo que describió la evaluación comparativa del método, llamado espectroscopía de rejilla transitoria TGS, para materiales nucleares.La nueva investigación muestra que la técnica puede funcionar con el alto grado de sensibilidad y resolución de tiempo que los cálculos y pruebas anteriores habían sugerido que deberían ser posibles para detectar pequeñas imperfecciones.
"Nuestro objetivo general era monitorear cómo evolucionan los materiales cuando se exponen a la radiación", explica Short, "pero hacerlo de una manera que esté en línea", sin requerir que se extraigan muestras de ese entorno y se prueben en dispositivos externos. Tal procesopuede llevar mucho tiempo y ser costoso, y no proporciona información sobre cómo se produce el daño con el tiempo.
El nuevo enfoque de prueba puede revelar cambios en, por ejemplo, las propiedades térmicas y mecánicas que afectan la respuesta del material a los aumentos de temperatura o vibraciones. "Lo que estamos haciendo es un sistema de diagnóstico en tiempo real que funcione bajo condiciones de radiación".Corto dice.
Su trabajo anterior, dice, mostró que la técnica era capaz de detectar tales cambios inducidos por la radiación. El nuevo trabajo, que incluía hacer algunas modificaciones al método, permite tomar mediciones a alta velocidad en tiempo real,condiciones dinámicas, y para producir el tipo de información detallada necesaria para un sistema de monitoreo práctico.
El método funciona sin requerir ningún contacto físico entre el dispositivo de monitoreo y las superficies metálicas que se están monitoreando. En cambio, se basa únicamente en sondas ópticas, que utilizan un conjunto de rayos láser para estimular las vibraciones en la superficie, y otros para sondear las propiedadesde esas vibraciones usando los patrones de interferencia de los haces, que pueden revelar detalles no solo de las propiedades de la superficie sino también del material a granel.
La técnica también podría tener amplias aplicaciones en el monitoreo de otros tipos de materiales, dicen los investigadores. Por ejemplo, podría usarse para monitorear el comportamiento de los materiales de cambio de fase que se están desarrollando para nuevos tipos de almacenamiento de datos magnéticos ".La capacidad de caracterizar sistemas que cambian dinámicamente es de interés para una comunidad de procesamiento de materiales más amplia ", dice Dennett. Dado que el equipo publicó detalles del trabajo inicial, los investigadores de todo el mundo se han puesto en contacto con los investigadores para solicitarles ayuda para aplicar la técnica a diferentestipos de materiales y ambientes.
"Tenemos en mente aplicaciones particulares para nuestros próximos pasos", dice Dennett, "pero la relativa facilidad de implementación debería hacer que sea interesante para una amplia gama de científicos de materiales".
En comparación con los métodos existentes para estudiar los cambios de estos materiales inducidos por la radiación, que implican el uso de múltiples muestras expuestas durante largos períodos de tiempo antes de la prueba, Short dice que esta técnica puede proporcionar "más datos de una muestra, en un experimento, en aproximadamente1 por ciento del tiempo "
Dice Dennett. Esa capacidad de hacer pruebas rápidas podría ser una bendición significativa para aquellos que intentan desarrollar nuevos materiales para nuevas generaciones de reactores nucleares. Ahora, tal desarrollo es un proceso lento y laborioso, porque incluso pequeños cambios en los porcentajes relativos dediferentes metales de aleación pueden afectar drásticamente las propiedades del material. La capacidad de la nueva técnica para proporcionar respuestas rápidas y en tiempo real podría abrir posibilidades mucho más amplias para desarrollar y refinar nuevas opciones.
"Hay muchos grupos trabajando en más aleaciones resistentes a la radiación", dice Short, "pero es un proceso largo. En cambio, esto le permite hacer muchas variaciones y probarlas a medida que avanza". Este método podríapermiten que estos investigadores obtengan datos de caracterización significativos sobre nuevos materiales "en semanas en lugar de años", dice.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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