[2012年1月11日]来自西班牙卡洛斯三世大学（UC3M），牛津大学（英国）和密西根大学（美国）的科学家们已联合研制出一种用于热核聚变反应堆的新型材料。他们的研究重点是反应堆结构用氧化物弥散强化钢和低活性钢。

    热核聚变反应有望成为目前能源危机的解决方案。热核反应中，2个轻元素的原子核结合在一起，生成质量较重的元素，同时释放出巨大的能量。

    这种反应若要发生，必须提供巨大的能量以达到几百万度的高温，从而使原子核克服自然排斥力而足够接近，并凝聚成等离子体状态。

    “这种等离子体的温度接近恒星的温度，约为1亿度。但它们不会碰触到反应堆的墙体，因为这将导致其熔化。”来自UC3M物理系的研究人员Vanessa de Castro解释说。这种等离子体通过磁场被约束在反应堆内。

    “尽管如此，反应堆的墙体也必须能够承受高温和反应过程中中子的放射性。因此，我们必须研制出新的材料以抵御这种极端条件”，这位教授评论道。

    国际热核反应堆（ITER）项目（在建）和后续的DEMO项目（预计2035年）计划开发经济可行的核聚变反应堆。这项工作取决于众多因素。聚变反应能产生辐射并导致温度升高，因此需要研制出能够抵御高温和辐照破坏的新型结构材料。

    科学界已开始研制用于这类反应堆的新型低活性材料。但是这些材料是否能在如此恶劣的条件下可用，还不得而知。其中最重要的候选材料是氧化物弥散强化低活性体素体钢，也称ODS钢。

    ODS钢的机械性能在很大程度上依赖于自身的微观结构，但直到现在，这种微观结构仍没有得到严格的控制。到目前为止，合乐彩票登录：这些钢的微观结构的研究一直局限在微米层面上。然而，相比之下，纳米层面上的研究更有助于理解辐射照射中的现象。

    “目前，我们正利用核结构材料和纳米分析的知识，从纳米层面上诠释多样化的新一代ODS钢”， 研究人员解释说。他们将纳米颗粒添加到这些钢中（1 nm 到 50 nm）,从而改善这些钢的机械性能并提高它们的耐久性。

    最近，《材料科学技术》杂志的特刊发表了该项研究成果。该杂志从原子层面研究钢的特性。

    这些材料的特性可通过纳米技术予以描述。例如，通过穿透式电子显微镜可以观察到添加进材料中的微粒，1纳米（1毫米的百万分之一）的微粒也能观测到。

    鉴于此，我们可以进行如下研究：微粒的分布是否达到最佳状态、微粒的化学组成、通过改变微粒是否可以获得更优的材料、通过微粒之间的相互作用能否改善材料的缺陷。

    “通过这些研究，我们可以提取一些信息来解释为什么材料特性会表现出不同形式，因为材料机械性能不佳可能与微粒分布不均有关。”ESTRUMAT的教授Castro指出。

    该先进结构材料联合研究组织由来自4所大学和马德里研究所的5个研究团队组成，它的目标是在先进结构材料工程应用领域构建一个科学技术活动框架。

    该项研究由科学和创新部资助，重点研究这些钢中的氧化物纳米微粒，以及辐照造成的材料破坏。例如，截至目前的分析显示，这些粒子包含一个核-壳型结构，在富含钇（Y）的原子核中呈规律的分布。富含钇（Y）的原子核由铬（Cr）富集区环绕。