Att begränsa en plasmastråle kan vara stressframkallande, speciellt på skärmningsmaterialen. Notera de inneboende gränserna i de testmetoder som för närvarande används för sådana material, Professor Patrizio Antici och hans kollegor har föreslagit en banbrytande ny lösning:att använda laseraccelererade partiklar för att stresstesta material som utsätts för svåra förhållanden. Nyligen publicerad i tidskriften Naturkommunikation , hans metod lovar för ett antal tillämpningar.

På många områden som kännetecknas av exponering för hög energi, material utsätts för intensiv stress. Oavsett vilken högenergiapplikation – flyg, rymd, kärnkraftverk, viss forskningsutrustning — materialens förmåga att motstå den fysiska påfrestning som de utsätts för måste bedömas för att undvika brott.

Professor Antici arbetar med toppmodern utrustning som till varje pris måste skyddas från för tidigt slitage, och han ville utvärdera effektiviteten hos laseraccelererade partiklar för att inducera kontrollerad stress på material. Hans metod var att fokusera en partikelstråle på material inklusive volfram, grafit, titan, tantal och molybden, som används i anläggningar som använder plasma eller för tröghets- eller magnetisk inneslutningsfusion.

För närvarande, flera metoder används för att simulera slitage och mäta hållfastheten hos dessa material, men vanligtvis, de ger bara en delbild, kräver längre protokoll och är svåra att modellera. Patrizio Anticis högenergiexperiment visar att den lasergenererade protonstrålen kan reproducera skador som motsvarar flera månaders full drift av anläggningar som producerar en hård miljö för material. Testerna är också mycket snabbare eftersom de kan utföras med mer kompakta instrument och i några enstaka laserskott. Jämfört med konventionella metoder, hans återger mer exakt den exakta driftsmiljön som material utsätts för.

Den innovativa metoden, som återger mekaniska, elektrisk, och optisk stress på fem material, kan användas för att förbättra anläggningar som upplever förhållanden som motiverar ökat skydd.