Kuinka kestäviä ovat ydinvoimaloissa käytettävät materiaalit?
Ydinvoimaloiden luotettava toiminta perustuu siihen, että niissä on materiaaleja, jotka kestävät säteilyä reaktorin elinajan. Nyt tutkijat pystyvät ennustamaan materiaalien säteilyvaurioiden todellisen määrän.
Tuoreessa Nature Communication -artikkelissa kansainvälinen asiantuntijaryhmä esittelee työnsä, jossa se on muodostanut aiempaa tarkemman matemaattisen yhtälön, jolla voidaan ennustaa materiaalien säteilyvaurioiden todellista määrää.
– Noin neljän vuosikymmenen ajan alan asiantuntija ovat tienneet, että aiemmin yleisessä käytössä ollut yhtälö yliarvioi säteilyvaurioiden määrää noin kolminkertaisesti kaikissa tavallisissa metalleissa, kertoo materiaalifysiikan professori Kai Nordlund Helsingin yliopistosta.
– Meidän tuloksemme jälkeen uusia reaktorityyppejä voidaan suunnitella tarkemmin kuin nyt, hän sanoo.
Kai Nordlund johti tutkijaryhmää, joka muodosti tämän uuden "arc-dpa"-yhtälön.
– Yhtälömme on vain hiukan monimutkaisempi matemaattinen kaava kuin edeltäjänsä, mutta ennustaa tarkasti kuin parhaat kokeet tai tietokonesimuloinnit, hän sanoo.
Uusi yhtälö luo pohjan paljon tarkemmille ennustuksille siitä, miten kauan materiaalit kestävät säteilyä ydinvoimaloissa tai muissa korkean säteilyn ympäristöissä. Tämä on erityisen tärkeää fuusiovoimalaitosten kehitykselle.
Yli kuuden vuosikymmenen ajan materiaalien vaurioitumista reaktoreissa on arvioitu yksinkertaisella niin sanotulla Kinchin-Pease -yhtälöllä. Se antaa arvion siitä, kuinka monta atomia on siirtynyt paikaltaan tietyn säteilyannoksen myötä.
Kuva: Andrea Sand, Helsingin yliopisto
Kuvateksti:
Kaksi eri mallia säteilyvaurioille materiaaleissa. Jokainen pallo kuvaa atomin paikkaa metallissa. Punaiset ja valkoiset alueet kuvissa vastaavat säteilyvaurioita. Vasen kuva vastaa perinteisen Kinchin-Pease -mallin ennustetta, ja oikeanpuolinen uutta mallia, joka kuvaa korrektisti sitä, että todellisuudessa lopullisten säteilyvaurioiden määrä on paljon pienempi kuin perinteinen malli kuvaa.
Lähde:
Improving atomic displacement and replacement calculations with physically realistic damage models, http://rdcu.be/I1kO, DOI 10.1038/s41467-018-03415-5, Nature Communications, 14.3.2018
Lisätiedot:
professori Kai Nordlund, Helsingin yliopiston, 050 415 6815, @kai_nordlund, kai.nordlund@helsinki.fi
Viestinnän asiantuntija Minna Meriläinen-Tenhu, 050 415 0316, @MinnaMeriTenhu, minna.merilainen@helsinki.fi
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Minna Meriläinen-Tenhuviestinnän asiantuntija
+358 50 415 0316minna.merilainen@helsinki.fiKuvat
Tietoja julkaisijasta
Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Se on toistuvasti maailman sadan parhaan yliopiston joukossa. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista jo ennen kuin ne uutisoidaan? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi yhtä aikaa suomalaisen median kanssa. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Sinistä vai punaista? Asteroidin väri kertoo sen koostumuksesta25.6.2018 15:57 | Tiedote
Helsingin Observatoriossa vietetään yleisölle avointa kansainvälistä asteroidipäivää lauantaina 30.6. kello 12-18. Tervetuloa mukaan!
Nopeimmin metrolla, autolla vai kaupunkipyörällä? – Uusi avoin aineisto paljastaa muutokset pääkaupunkiseudun saavutettavuudessa25.6.2018 13:22 | Tiedote
Eri paikkojen saavutettavuus pääkaupunkiseudulla on voimakkaassa muutoksessa. Se johtuu muutoksista kaupunkirakenteessa ja liikennejärjestelmässä.
Helsingin yliopiston Cicero Learning mukaan Illuminated-konsortioon25.6.2018 09:00 | Tiedote
Cicero Learning -verkoston uusi yhteistyökumppani on Espanjasta johdettu Illuminated projekti, joka saa rahoituksensa Erasmus+-ohjelmasta. Hankkeessa kehitetään opettajien täydennyskoulutusta kognitiivisen neurotieteen näkökulmasta. Konsortiossa ovat mukana Espanja, Suomi, Portugali ja Kreikka.
Geenitutkimus hälventää psykiatristen sairauksien diagnostisia raja-aitoja21.6.2018 21:00 | Tiedote
Uusi kansainvälinen jättitutkimus osoittaa monien psykiatristen sairauksien taustalta löytyvän yhteisiä geneettisiä alttiustekijöitä, joita nykyisin käytössä oleva diagnostinen luokittelu ei huomioi.
Nykykirjallisuus hyödyntää uusmediaa luovasti20.6.2018 12:09 | Tiedote
Internet ei ole muuttanut vain elämisen, viestimisen ja ajattelemisen tapojamme. Se on myös antanut uutta virtaa nykykirjallisuuden kentälle. Yhä useampi 2000-luvun kirjailija viittaa kaunokirjallisissa teksteissään uusmediaan ja venyttää romaanin perinteisiä rajoja.
Helsingin yliopiston avaruusfysiikka sai kansainvälistä huomiota ja avaruusfysiikan ryhmän johdettavakseen19.6.2018 14:56 | Tiedote
Avaruusfyysikko Lucile Turc lähtee johtamaan mysteeriaaltoja tutkivaa kansainvälistä tutkijaryhmää.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki STT Infossa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme