En ny volframbaserad legering utvecklad vid Los Alamos National Laboratory kan motstå oöverträffade mängder strålning utan att skadas. Nödvändigt för extrema bestrålningsmiljöer som inredningen av magnetiska fusionsreaktorer, tidigare utforskade material har hittills hindrats av svaghet mot fraktur, men den här nya legeringen verkar besegra det problemet.

"Detta material visade enastående strålningsbeständighet jämfört med rena nanokristallina volframmaterial och andra konventionella legeringar, " sa Osman El Atwani, uppsatsens huvudförfattare och huvudforskaren av projektet "Radiation Effects and Plasma Material Interactions in Tungsten Based Materials" i Los Alamos. "Våra undersökningar av materialets mekaniska egenskaper under olika stresstillstånd och materialets respons under plasmaexponering pågår."

"Det verkar som om vi har utvecklat ett material med oöverträffad strålningsmotstånd, " sa chefsutredaren Enrique Martinez Saez, en medförfattare till tidningen på Los Alamos. "Vi har aldrig tidigare sett ett material som kan motstå nivån av strålningsskador som vi har observerat för denna legering med hög entropi [fyra eller fler huvudelement]. Den verkar ha kvar enastående mekaniska egenskaper efter bestrålning, i motsats till traditionella motsvarigheter, där de mekaniska egenskaperna lätt försämras under bestrålning."

Arun Devaraj, en materialvetare och projektsamarbetspartner vid Pacific Northwest National Laboratory, noterade, "Atomsondstomografi avslöjade en intressant atomär nivåskiktning av olika element i dessa legeringar, som sedan ändrades till nanokluster när de utsattes för strålning, hjälper oss att bättre förstå varför denna unika legering är mycket strålningstolerant."

Materialet, skapad som en tunn film, är en kvartär nanokristallin volfram-tantal-vanadin-kromlegering som har karakteriserats under extrema termiska förhållanden och efter bestrålning.

"Vi har ännu inte testat det i högkorrosionsmiljöer, " Martinez Saez sa, "men jag räknar med att den ska fungera bra även där. Och om den är formbar, som förväntat, det kan också användas som turbinmaterial eftersom det är ett eldfast, material med hög smältpunkt."

Beskrev den här veckan i en tidning i Vetenskapens framsteg , projektet var en multiinstitutionell insats, involverar forskare och anläggningar vid Los Alamos National Laboratory, Argonne National Laboratory, Pacific Northwest National Laboratory, Warszawas tekniska universitet, Polen, och United Kingdom Atomic Energy Authority.