MIT揭示石墨辐射损伤全周期变化 破解核反应堆材料寿命密码
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MIT揭示石墨辐射损伤全周期变化 破解核反应堆材料寿命密码
麻省理工学院（MIT）研究团队揭示石墨在全球核反应堆及新一代反应堆中关键结构材料的辐射损伤全周期变化机制，为核反应堆用石墨材料寿命预测提供了更精准、非破坏性的新方法，破解了困扰学界数十年的辐射损伤问题。
石墨作为核级石墨反应堆关键材料，长期在辐射作用下会发生收缩与膨胀等变化，但这类变化机制长期难以破解。MIT研究团队与合作者揭示了石墨材料特性与其辐射响应行为之间的关联。研究显示，核级石墨的服役寿命受辐射诱导膨胀限制，而孔隙率是控制膨胀的关键参数。
- 研究论证石墨内部孔隙尺寸与材料体积胀缩行为之间的关联机制，这种胀缩是导致材料性能退化的根源；
- 创新性地将X射线散射技术应用于辐照后样品分析，首次系统量化了材料孔隙尺寸与表面积的演变规律，发现孔隙分布变化与整体体积变化曲线吻合；
- 石墨孔隙结构具有分形特征（从纳米级到微米级自相似），研究采用分形模型关联不同尺度形貌特征，揭示孔隙尺寸分布逆转与体积变化关联；
研究以“Linking Lattice Strain and Fractal Dimensions to Non-monotonic Volume Changes in Irradiated Nuclear Graphite”发表在《Interdisciplinary Materials》期刊，为未来核反应堆石墨材料研发提供重要基础支撑。
石墨自1942年芝加哥大学建造全球首座核反应堆“芝加哥一号堆”以来，始终在核能领域扮演核心角色，如今更是新一代反应堆设计的关键材料，其卓越的中子慢化能力提升了核裂变链式反应效率。
MIT研究科学家Boris Khaykovich表示，这项研究提出的非破坏性方法，或无需破坏大量辐照样品就能了解失效点，为工业界带来新思路。
（声明：该内容经AI精编）
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