Vissa kommer till Idaho för att resa på motorvägarna som leder till Tetons, till Yellowstone, till små städer och stora äventyr. Idaho National Laboratory-forskaren Isabella van Rooyen kom, hela vägen från Sydafrika, letar efter en bit silver 500, 000 gånger mindre än ett vallmofrö.

Silvret fanns någonstans inuti bestrålade tristrukturella-isotopiska (TRISO) bränslepartiklar – ett säkrare, mer effektiv, nästa generations kärnbränsle — "vallmofröet" i fråga. Öppna en TRISO-bränslepartikel och den ser ut som en käftbrytare på insidan. Ett yttre skal av kol täcker ett lager av kiselkarbid, som täcker urancentrum där den energifrigörande klyvningen sker. Dessa lager är avsedda att innehålla de radioaktiva produkterna från fission, som inkluderar små bitar av silver. Inneslutningen av det radioaktiva materialet är inbyggt i själva bränslet.

Men det fungerar inte alltid perfekt. Ibland, i bara en eller två av 100 partiklar, silver undkommer mitten. Den rör sig runt partikeln, och eventuellt kommer ut. Sedan 1970-talet, forskare har undrat exakt hur detta händer.

"Jag tycker att det är helt fascinerande, " sa Van Rooyen. Hon har studerat TRISO-silverproblemet sedan 2006. "Jag har en naturlig tendens att veta vad som händer [inuti bränslet]."

Och det kräver en sjätte vetenskapsinriktad känsla:silvret verkar hoppa över kiselkarbidskiktet som genom ett magi. Det finns ingen uppenbar utgångspunkt, eller tvångsmässigt silverformat hål, att bli hittad. Transportmekanismen som för den inifrån och ut är ett mysterium som sträcker sig över decennier. Det är en rynka i planen att göra TRISO till den mest effektiva, och potentiellt den säkraste, framtidens bränsle.

I Sydafrika, Van Rooyen arbetade på ett antal hypoteser för TRISO-problemet. Till exempel, kom den ur TRISO-bränslepartikeln kopplad till ett annat element? Formades det nästan för små för att se nanorör i kiselkarbidskiktet?

En möjlighet verkade mest trolig för Van Rooyen. Men för att testa det, för att ens börja se om det var korrekt, hon behövde kunna ta en närmare titt. Och hon behövde bestrålat TRISO-bränsle.

Vägar mindre trafikerade

Det finns vägar i Idaho som tar dig på långa resor till sjöar och berg. Men det var en annan typ av väg som Van Rooyen kom hit för att resa. Nanoroads beskriver nätverken där varje lager av TRISO-partikeln möter nästa och där kornen som själva utgör lagren ligger i linje med varandra. Det här är vägarna som Van Rooyen kom för att resa.

Kan nanovägarna vara silverfällningens väg ut ur TRISO-bränslepartikeln? De erbjuder en väg med mindre motstånd, en punkt av potentiell svaghet i kiselkarbiden. Det första steget skulle vara att se om silver kunde hittas längs dessa vägar.

Van Rooyens undersökningsmetod var ett skanningstransmissionselektronmikroskop som drivs av Yaqio Wu, en forskningsdocent vid Boise State University och instrumentledare för Materials and Characterization Suite vid Center for Advanced Energy Studies. Någonstans längs en av nanoroadens korngränser, Van Rooyen och Wu, tillsammans med materialingenjör Tom Lillo, kanske kan upptäcka silverfällningen.

"Vi var verkligen som privatdetektiver, " sa Van Rooyen. Silvrets närvaro på nanovägarna – om det var där det var – skulle vara en ledtråd i mysteriet.

Efter ett år av tålamod och administrativt arbete, hon fick äntligen händerna på verkliga, bestrålade prover.

Eureka ögonblick

Vid en forskningsbriefing på morgonen tog teamet emot proverna, de diskuterade det faktum att de letade efter en nål i en höstack. För en, silverbitarna var så små. Och inte alla TRISO-partiklar avger silver. Skulle det ens finnas silver i det specifika provet de tittade på?

Men det som kom den eftermiddagen var ett av de sällsynta eureka-ögonblicken – en upptäckt som verkar komma till existens på ett ögonblick.

Efter år av att utforska och förkasta olika hypoteser om platsen för silvret, Van Rooyen och hennes team placerade den bestrålade TRISO-partikeln under elektronmikroskopet. Detta skulle vara det närmaste, mest noggranna titta på nanovägarna i bestrålade TRISO någonsin.

Just den eftermiddagen, mikroskopoperatören Wu zoomade in och de hittade silverfällningen. Den kilades in i skärningspunkten mellan två lager TRISO-beläggning, vid nanovägarna mellan korn.

Det var "ett absolut wow-ögonblick, " said Van Rooyen. "We made such a commotion that people from other labs were coming to have a look."

The journey is far from over. Nästa, Van Rooyen and her team will observe the silver to see how far it moves through the silicon carbide and try to determine exactly how it is able to get out. Time and hard work will tell if the nanoroads hypothesis is correct.

For Van Rooyen, the search for the silver is just the beginning. This new section of the problem is the next adventure. "This is where the fun starts, " Hon sa.