Иностранные и российские химики проследил за медленно протекающим процессом механического разрушения материалов, которые содержат актиниды и другие радиоактивные элементы, и выяснил, как повысить их стойкость и долгосрочную целостность. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Nuclear Materials.
Актиниды — это семейство из 15 радиоактивных химических элементов. Актиниды используются в космических технологиях, в ядерном оружии и в качестве топлива в ядерных реакторах. К этому семейству относится уран, который широко используется в атомной энергетике, потому что при распаде его ядра выделяется очень много энергии.
«Мы экспериментально выявили медленно протекающий процесс механического разрушения материалов, которые содержат актиниды и другие радионуклиды», — рассказал один из авторов статьи Михаил Ожован, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник кафедры радиохимии химического факультета МГУ.
Также ученые изучили новый механизм разрушения материалов, которое происходит за счет радиогенных электрических полей, находящихся у неоднородностей в веществе. Радиогенные электрические поля — это поля, которые появляются во время распада радионуклидов.
Авторы проводили эксперименты на протяжении нескольких лет, используя настоящие радиоактивные образцы с актинидами Учёный из МГУ разработал теоретическую модель неустойчивости поверхности твердых веществ, которые находятся в радиогенных электрических полях. Также он исследовал механизм разрушения таких материалов в местах их неоднородностей. Оказалось, что разрушение электрическим полем — это всего лишь дополнение к признанным процессам набухания матрицы материала и разрушения твердого раствора.
«Мы пришли к выводу, что материал должен быть максимально однородным и обладать высокой электропроводностью, чтобы можно было избежать потенциального ущерба от электрических зарядов радиоактивного распада», — заключил ученый.
Работа проходила в сотрудничестве с учеными Радиевого института имени В.Г. Хлопина и Имперского колледжа Лондона.
