|
شاید روزی بتوان از الیاف کربنی که قطر آنها تنها یک دهم قطر موی انسان
بوده اما مقاومت آنها سه برابر فولاد است، برای جلوگیری از نشر حرارت و
تابش از نسل بعدی رآکتورهای هسته‌ای استفاده کرده و ایمنی آنها را افزایش
داد. محققان در حال طراحی رآکتورهای GEN IV می‌باشند تا بتوانند انرژی
ارزان‌قیمتی تولید کرده و در عین حال مکانیسم ایمنی درونی داشته باشند که
رآکتورهای فعلی فاقد آن هستند.
وزرات انرژی آمریکا مبلغ ۴۵۰ هزار دلار به آمود اُگال مدیر مرکز الیاف و
فیلم‌های مهندسی شده (CAEFF) پیشرفته اخصاص داده است تا در زمینه وارد کردن
الیاف کربنی در یک بستر کربنی که می‌تواند در دماهای بالا ذوب نشده و در
رآکتورهای GEN IV مورد استفاده قرار بگیرد، تحقیق کند. در حال حاضر حدود ۲۰
درصد برق مورد نیاز آمریکا از منابع هسته‌ای تأمین می‌شود.
اُگال می‌گوید: «یکی از طراحی‌های پیشنهاد شده برای نسل بعدی رآکتورهای
هسته‌ای شامل یک ژنراتور خنک‌شونده توسط هلیوم است که در دمای ۶۵۰ تا ۹۸۰
درجه سیلسیوس کار می‌کند. یکی از نیازمندی‌های ضروری ایمنی این سیستم که
زمانی که در جریان خنک‌کننده مشکلی ایجاد می‌شود، بتواند به صورتی ایمن
خاموش شود. آلیاژهای فولادی که در حال حاضر در بخش‌های داخلی رآکتورها مورد
استفاده قرار می گیرند، در دمای پیک ۱۳۷۰ درجه سیلسیوس ذوب می‌شوند، اما
کامپوزیت های الیاف کربنی در این دما ذوب نمی‌شوند».
کامپوزیت‌های الیاف کربنی در حال حاضر در سیستم‌های ترمز جت‌ها مورد
استفاده قرار می‌گیرند، زیرا می‌توانند در دماهای بالا مقاومت کرده و ذوب
نشوند. با این حال عملکرد آنها در یک محیط هسته‌ای به صورت کامل درک نشده
است. اُگال و گروهش درباره اثرات تخریبی تابش‌های نوترونی روی الیاف کربنی
تحقیق خواهند کرد.
تحقیقات قبلی وی نشان می‌دهند که وارد کردن نانولوله‌های کربنی درون الیاف
کربنی موجب ایجاد بافت یکنواخت‌تری شده و ویژگی‌های الیاف کربنی بسیار نازک
را بهبود می‌بخشد.
اُگال در این تحقیق انتظار دارد بلورینگی گرافیتی بالایی به دست آورد؛ این
بلورینگی الگوی منظم جامدی است که چنان یکنواخت پخش می‌شود که میزان آسیب
ناشی از تابش را به حداقل می رساند.
آزمایشات تابشی با همکاری محققان آزمایشگاه‌های ملی Oak Ridge صورت خواهد
گرفت. محققان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی نیز در این تحقیق مشارکت خواهند
داشت.
اُگال می‌گوید: «این تحقیق منجر به این دیک بنیادی خواهد شد که چگونه
نانولوله‌های کربنی خود را آرایش می‌دهند تا مقاومت الیاف کربنی در برابر
تابش را افزایش دهند».
|
