کیلوریمیٹری تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے تابکاری کے نقصان کو دیکھا جاتا ہے۔

تابکاری کے نقصان کی وجہ سے ہونے والے مادی نقائص کو اس توانائی کی پیمائش کے ذریعے نمایاں کیا جا سکتا ہے جو گرم ہونے پر نقائص خارج ہوتے ہیں۔ یہ امریکہ اور فن لینڈ کے محققین کا نتیجہ ہے، جن کا کہنا ہے کہ ان کا نیا نقطہ نظر شعاع زدہ مواد کی کم کارکردگی کو درست کرنے کے لیے بہتر تکنیکوں کا باعث بن سکتا ہے - ایسی چیز جس کے پرانے جوہری پاور پلانٹس کے آپریشن کے لیے اہم مضمرات ہو سکتے ہیں۔

شعاع زدہ مواد، جیسے جوہری ری ایکٹروں میں استعمال ہونے والے مواد کو نقصان پہنچتا ہے جب نیوٹران اور دیگر اعلی توانائی والے ذرات کو جذب کرنے سے جوہری پیمانے پر نقائص پیدا ہوتے ہیں۔ یہ نقصان، وقت کے ساتھ، مواد کی مجموعی کارکردگی کو کم کر سکتا ہے۔ تاہم، خوردبینی نقصان کی نشاندہی کرنا بہت مشکل ہو سکتا ہے کیونکہ ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپی (TEM) جیسی جدید تکنیک بھی کسی مواد میں نقائص کی قسم، سائز اور کثافت کی درست پیمائش نہیں کر سکتی۔

توانائی کی رہائی

نقائص کو براہ راست جانچنے کے بجائے، میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی میں چارلس ہرسٹ اور ساتھیوں نے دیکھا کہ کس طرح شعاع زدہ مواد اپنے جوہری پیمانے کے نقائص میں توانائی ذخیرہ کرتا ہے، اور پھر گرم ہونے پر اس توانائی کو چھوڑ دیتا ہے۔ ان کی تکنیک کی کلید یہ ہے کہ یہ رہائی اس وقت ہوتی ہے جب ایک خاص توانائی کی رکاوٹ تک پہنچ جاتی ہے - ایک رکاوٹ جو خرابی کی نوعیت سے مخصوص ہے۔

اس عمل کا مشاہدہ کرنے کے لیے، انھوں نے ایک تکنیک کا استعمال کیا جسے ڈیفرینشل اسکیننگ کیلوری میٹری (DSC) کہا جاتا ہے، جو نمونے کے درجہ حرارت کو بڑھانے کے لیے درکار حرارت کی مقدار، اور اچھی طرح سے متعین حرارت کی گنجائش کے ساتھ ایک حوالہ مواد کے درمیان فرق کو ماپتا ہے۔

اس معاملے میں، نمونہ ایک چھوٹا ٹائٹینیم نٹ تھا، جو 73 دنوں کے لیے شعاع ریزی کرتا تھا، جس نے اصلی نیوکلیئر ری ایکٹر میں ہونے والی تابکاری کو نقل کیا تھا۔ ایک حوالہ کے طور پر، ٹیم نے ایک جیسی نٹ کا استعمال کیا جس کی شعاع نہیں ہوئی تھی۔ اپنے تجربے میں، انہوں نے 600 °C فی منٹ کی شرح سے کمرے کے درجہ حرارت سے 50 ° C تک نمونے اور حوالہ کو آہستہ آہستہ گرم کیا۔

مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ 300-600 ° C کے درمیان، دو الگ الگ مراحل میں شعاع ریزی والے نٹ سے اضافی توانائی خارج ہوتی ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ دو مختلف میکانزم کے ذریعے ان درجہ حرارت پر نقائص آرام کرتے ہیں۔ پھر ہرسٹ کی ٹیم نے ان میں سے ہر ایک میکانزم کو سمجھنے کے لیے مالیکیولر ڈائنامکس سمولیشن کا استعمال کیا۔

TEM کے ساتھ، ان نقائص کا صرف انتہائی کم درجہ حرارت پر مطالعہ کیا جا سکتا ہے، اس لیے اعلی درجہ حرارت کی حد میں نقائص کے رویے کو ٹیم کے ذریعے ہی نکالا جا سکتا ہے۔ اب تک، اس نے انہیں ایک توانائی کی رہائی کے عمل کی شناخت کرنے کی اجازت دی ہے۔ اس نتیجے کی بنیاد پر، ہرسٹ اور ساتھیوں نے پیش گوئی کی ہے کہ DSC دیگر مواد میں توانائی کے اخراج کے لیے بہت سے نئے میکانزم کو ننگا کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے، جو ان نقائص کو ظاہر کرتا ہے جو اب تک دیگر تکنیکوں میں پوشیدہ ہیں۔

ان کا نقطہ نظر خاص طور پر جوہری ری ایکٹرز کے معائنہ کے لیے مفید ہو سکتا ہے۔ ری ایکٹرز سے چھوٹے نمونے نکال کر، آپریٹرز ڈی ایس سی کا استعمال اس حد تک بہتر انداز میں کرنے کے لیے کر سکتے ہیں کہ تابکاری کی نمائش سے ایک جزو کس طرح کم ہوا ہے۔ اس سے ری ایکٹر آپریٹرز کو مزید باخبر فیصلے کرنے میں مدد مل سکتی ہے کہ آیا اجزاء کام جاری رکھنے کے لیے محفوظ ہیں۔ اس کے نتیجے میں، یہ موجودہ جوہری پلانٹس کی زندگی کو بڑھا سکتا ہے - یہاں تک کہ ان کی زندگی کے اختتام تک پہنچنے والے سمجھے جانے والے - آنے والی دہائیوں تک۔

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ سائنس ایڈوانسز.