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
Rahkasammalen ja bakteerin yhteistyöllä torjutaan metaanipäästöjä ja vahvistetaan hiilinielua20.4.2018 12:52 | Tiedote
Pohjoisten soiden yleisin kasvi, rahkasammal, on oleellinen paitsi turpeen kertymiselle, myös metaanipäästöjen torjunnalle. Tämän mahdollistavat rahkasammalissa elävät metaania hapettavat bakteerit.
Vuoden paras päihdeaiheinen tutkimusartikkeli paljasti uutta tietoa alkoholin vaikutuksista sikiöön19.4.2018 13:00 | Tiedote
Alkoholi- ja huumetutkijain seura on palkinnut vuoden parhaana päihdeaiheisena tutkimusartikkelina Heidi Marjosen, Hanna Kahilan ja Nina Kaminen-Aholan artikkelin raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen genotyyppikohtaisista vaikutuksista istukan geenien säätelyyn ja vastasyntyneen päänympärykseen.
Tutkimus aggressiivisen NK-soluleukemian taustamekanismeista avaa tietä lääkehoidon kehittämiseen19.4.2018 12:00 | Tiedote
Helsingin yliopiston tutkijoiden johtamassa kansainvälisessä tutkimuksessa löydettiin uutta tietoa harvinaisesta aggressiivisesta NK-soluleukemiasta. Tutkijat löysivät myös potentiaalisia lääkeaineita tämän nopeasti kuolemaan johtavan syövän hoitoon.
Ehdokkaat kansainvälisen LUMA StarT Award 2018 -palkinnonsaajaksi valittu18.4.2018 14:44 | Tiedote
Kansainväliset International LUMA StarT Award –palkinnot jaetaan toista kertaa 5.6.2018. Opetushallituksen pääjohtaja Olli-Pekka Heinonen ojentaa palkinnot päätuomariston valitsemille voittajille. Palkittavat valitaan nyt julkistettavien ehdokkaiden joukosta.
Lähdetään yhdessä ulos metsäretkipäivänä 17.5.201818.4.2018 12:42 | Tiedote
Suomen lasten metsäretkipäivä ja kansainvälinen Ulkoluokkapäivä kannustavat kaikkia opettajia ja perheitä lähtemään lasten ja nuorten kanssa ulos yhteisenä tapahtumapäivänä 17.5.2018. Tapahtumapäivän suojelijana toimii tasavallan presidentti Sauli Niinistö.
Väitös: Mystiikka yhdistää uskontoja18.4.2018 11:57 | Tiedote
Eri uskonnoissa mystiset kokemukset sisältävät paljon samaa, mutta niiden sisältö vaihtelee uskomusperinteen mukaan. Mystiikan ja meditaation yhdistävät teemat edesauttavat uskontoja uudistavaa vuoropuhelua, uudessa dogmatiikan väitöstutkimuksessa todetaan.
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