Capacidad de autorreparación en una cerámica
(NC&T) Los investigadores Ram Devanathan y Bill Weber del Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste encontraron que el movimiento incesante de los átomos de oxígeno repara los daños inducidos por la radiación en un material cerámico cuya composición incluye compuestos de itrio y circonio. Los científicos modelaron cuán bien esa cerámica y otros materiales soportan la radiación.
Si se pretende que un material soporte en las mejores condiciones posibles los efectos de la radiactividad durante miles de años, debe poseer una capacidad de autorreparación.
Esta nueva investigación incrementa la posibilidad de diseñar "defectos" móviles en las cerámicas adecuadas, para de ese modo reforzar la tolerancia a la radiación. Los materiales capaces de soportar altas dosis de radiación también podrían mejorar la durabilidad de los equipamientos importantes y reducir los costos de los reemplazos.
Los resultados mostraron que los átomos de oxígeno que se mueven por toda la cerámica encontraban "asientos libres" en las ubicaciones vacantes existentes previamente en el material.
 | | Arriba, los defectos producidos por la radiación en circonio son escasos, abajo, el circón ve agrupados dichos defectos. (Foto: PNNL) |
Aunque la actividad de autorreparación no regenere por completo el material, los defectos son menos proclives a causar problemas porque no se extienden. Esta característica indica que el material estudiado, que se usa actualmente en artículos tales como células de combustible de óxidos sólidos, y sensores de oxígeno, podría resultar apto para aplicaciones nucleares.
Los investigadores también simularon el impacto de la radiación en el circón, un material que es un candidato para inmovilizar residuos nucleares de alto nivel. En las simulaciones sobre el circón, los defectos mostraron una preocupante tendencia a agruparse, cambiando ello las propiedades del material. Los defectos agrupados son mucho más difíciles de reparar que los defectos aislados.
Ahora, los científicos están refinando las simulaciones y aplicándolas a otros materiales.
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