विकिरण क्षति के कारण होने वाले भौतिक दोषों को उस ऊर्जा को मापकर चित्रित किया जा सकता है जो दोष गर्म होने पर छोड़ते हैं। यह अमेरिका और फ़िनलैंड के शोधकर्ताओं का निष्कर्ष है, जो कहते हैं कि उनके नए दृष्टिकोण से विकिरणित सामग्रियों के घटते प्रदर्शन को मापने के लिए बेहतर तकनीक हो सकती है - ऐसा कुछ जो पुराने परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है।
विकिरणित सामग्री, जैसे कि परमाणु रिएक्टरों में उपयोग की जाने वाली सामग्री क्षतिग्रस्त हो जाती है, जब न्यूट्रॉन और अन्य उच्च-ऊर्जा कणों का अवशोषण परमाणु-पैमाने पर दोष पैदा करता है। यह क्षति, समय के साथ, सामग्री के समग्र प्रदर्शन को कम कर सकती है। हालांकि, सूक्ष्म क्षति को चिह्नित करना बहुत मुश्किल हो सकता है क्योंकि ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (टीईएम) जैसी अत्याधुनिक तकनीकें भी पूरी सामग्री में दोषों के प्रकार, आकार और घनत्व को सटीक रूप से माप नहीं सकती हैं।
ऊर्जा जारी
सीधे तौर पर दोषों की जांच करने के बजाय, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में चार्ल्स हर्स्ट और उनके सहयोगियों ने देखा कि कैसे विकिरणित सामग्री अपने परमाणु-पैमाने पर दोषों में ऊर्जा को संग्रहीत करती है, और फिर गर्म होने पर इस ऊर्जा को छोड़ देती है। उनकी तकनीक की कुंजी यह है कि यह रिलीज एक निश्चित ऊर्जा बाधा तक पहुंचने के बाद होती है - एक बाधा जो दोष की प्रकृति के लिए विशिष्ट है।
इस प्रक्रिया का निरीक्षण करने के लिए, उन्होंने डिफरेंशियल स्कैनिंग कैलोरीमेट्री (डीएससी) नामक एक तकनीक का इस्तेमाल किया, जो एक नमूने के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा और एक अच्छी तरह से परिभाषित गर्मी क्षमता के साथ एक संदर्भ सामग्री के बीच के अंतर को मापता है।
इस मामले में, नमूना 73 दिनों के लिए विकिरणित एक छोटा टाइटेनियम अखरोट था, जिसने वास्तविक परमाणु रिएक्टर में विकिरण का अनुभव किया था। एक संदर्भ के रूप में, टीम ने एक समान अखरोट का उपयोग किया जिसे विकिरणित नहीं किया गया था। अपने प्रयोग में, उन्होंने नमूना और संदर्भ को कमरे के तापमान से 600 डिग्री सेल्सियस प्रति मिनट की दर से 50 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया।
वैक्यूम प्रौद्योगिकी वापसी विकिरण से नैनोइलेक्ट्रॉनिक को प्रतिरक्षित करती है
अध्ययन से पता चला कि 300-600 डिग्री सेल्सियस के बीच, दो अलग-अलग चरणों में विकिरणित अखरोट से अतिरिक्त ऊर्जा जारी की गई थी, यह दर्शाता है कि दोष दो अलग-अलग तंत्रों के माध्यम से इन तापमानों पर आराम करते हैं। हर्स्ट की टीम ने इनमें से प्रत्येक तंत्र को समझने के लिए आणविक गतिशीलता सिमुलेशन का उपयोग किया।
टीईएम के साथ, इन दोषों का अध्ययन केवल बहुत कम तापमान पर किया जा सकता है, इसलिए उच्च तापमान सीमा में दोषों का व्यवहार केवल टीम द्वारा ही निकाला जा सकता है। अब तक, इसने उन्हें एक ऊर्जा रिलीज प्रक्रिया की पहचान करने की अनुमति दी है। इस परिणाम के आधार पर, हर्स्ट और सहयोगियों का अनुमान है कि डीएससी में अन्य सामग्रियों में ऊर्जा रिलीज के लिए कई नए तंत्रों को उजागर करने की क्षमता है, जो अब तक अन्य तकनीकों के लिए छिपे हुए दोषों को प्रकट करते हैं।
उनका दृष्टिकोण परमाणु रिएक्टरों के निरीक्षण के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है। रिएक्टरों से छोटे नमूने निकालकर, ऑपरेटर डीएससी का उपयोग बेहतर ढंग से मापने के लिए कर सकते हैं कि विकिरण जोखिम से एक घटक कैसे खराब हो गया है। यह रिएक्टर ऑपरेटरों को संचालन जारी रखने के लिए सुरक्षित हैं या नहीं, इस बारे में अधिक सूचित निर्णय लेने में मदद कर सकता है। बदले में, यह मौजूदा परमाणु संयंत्रों के जीवनकाल का विस्तार कर सकता है - यहां तक कि उनके जीवनकाल के अंत तक पहुंचने वाले माने जाते हैं - आने वाले दशकों तक।
में अनुसंधान वर्णित है विज्ञान अग्रिम.
