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 ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Hormonikierukka on käytännöllinen ja turvallinen ehkäisymenetelmä lääkkeellisen raskaudenkeskeytyksen jälkeen25.9.2018 08:30 | Tiedote
Pitkäaikaisten ehkäisymenetelmien tulisi olla helposti, nopeasti ja joustavasti saatavilla kaikille lääkkeellisen raskaudenkeskeytyksen jälkeistä ehkäisyä pohtiville naisille, sanoo aiheesta väitöstutkimuksen tehnyt naistentautien erikoislääkäri Riina Korjamo.
Tunteet tarttuvat työelämässä myös teknologian välityksellä25.9.2018 07:45 | Tiedote
Tunteet vaikuttavat töissä tapahtuvaan sosiaaliseen vuorovaikutukseen. Mikko Salminen tutki tuoreessa väitöskirjassaan tunteita ja niiden tarttumista aidoissa työelämän vuorovaikutustilanteissa sekä virtuaalihahmojen avulla.
Suun infektioilla on yhteys sydän- ja verisuonitauteihin ja syöpään24.9.2018 12:11 | Tiedote
Suun infektiosairauksien ja sydän- ja verisuonisairauksien sekä syövän välillä on tilastollinen yhteys, mutta syy-yhteyksien selvittäminen on hankalaa monien yhteisten taustatekijöiden takia.
Ympäristöturvallisuuden edistämiseksi etsitään yhä käytännön väyliä24.9.2018 10:30 | Tiedote
Laajalle ja avoimelle turvallisuuskäsitteelle on tarvetta, kun ympäristöön liittyvät uhat tulevat yhä näkyvämmiksi. Ympäristöongelmien torjumisen ja yhteiskunnan vakauttamisen yhdistäminen olisi ratkaisu, mutta sen käytännön toteutus takkuaa, kun konkreettisia ympäristöturvallisuutta edistäviä toimia ei löydetä, ilmenee Helsingin yliopistossa tarkastettavasta väitöskirjasta.
ZAU! antaa tytöille uskallusta luottaa omiin kykyihinsä ja opiskella LUMA-aineita24.9.2018 09:49 | Tiedote
ZAU – Zonta Antaa Uskallusta -hanke toteuttaa erityisesti tytöille suunnattuja ilmiöpohjaisia matematiikan, luonnontieteiden ja teknologian harrastamisen ja opiskelun pariin innostavia kerhoja vuosina 2018−2020. Hankkeen toteuttavat Zonta-järjestö sekä tiede- ja teknologiayliopistojen LUMA-keskus Suomi -verkosto.
Historialliset karjalaiset sanomalehdet digikäyttöön21.9.2018 09:12 | Tiedote
Vanhoja Käkisalmen ja Laatokan alueen sanomalehtiä pääsee nyt lukemaan digitaalisesti Kansalliskirjaston digi.kansalliskirjasto.fi -verkkopalvelussa. Kansalliskirjasto ja Kopiosto ovat sopineet lehtien digitoinnista ja avoimesta verkkokäytöstä.
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