Lors de la conception des réacteurs nucléaires ou des matériaux qui les composent, l’un des principaux défis consisterait à trouver des matériaux capables de résister à des environnements extrêmes. En plus des bombardements constants du rayonnement, les matériaux du réacteur peuvent être soumis à des températures extrêmes, un stress physique, et des conditions favorisant la corrosion. Aussi, l’exposition seule à de fortes radiations produisent des dommages significatifs à l’échelle nanométrique.
Les radiations à long terme abîment les matériaux en éjectant des atomes de leur structure cristalline. Les modèles moléculaires de Xian-Ming Bai et ses collègues de la nanostructure du cuivre montrent que les limites entre les grains de cuivre servent de « puits » pour les atomes déplacés, les rassemblant puis les libérant pour remplir les trous dans la masse du matériau.
Ce phénomène pourrait expliquer pourquoi la matière nanocristalline, avec ses nombreuses limites de grains, pourrait être plus résistante au rayonnement que celle avec des cristaux de tailles diverses.
Dans un article associé, Graeme Ackland discute comment les nanomatériaux pourraient un jour être utilisés dans des réacteurs à fission, et peut-être à fusion, nucléaire.
« Efficient Annealing of Radiation Damage Near Grain Boundaries via Interstitial Emission » par X.M. Bai, A.F. Voter, R.G. Hoagland, M. Nastasi, B.P. Uberuaga du Los Alamos National Laboratory à Los Alamos, NM.
« Controlling Radiation Damage » par G. Ackland de l’Université d’Edimbourg à Edimbourg, Royaume-Uni.
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