在该研究中,米诺和同事用高能质子对铜样品进行辐射,以模拟辐射作用对铜的机械性质造成的伤害。利用投射电子显微镜力学检测设备,研究小组能以纳米级的分辨率,将样本的形变精确定位到一个原子的水平。辐射在铜内部造成的三维空间上的裂隙,改变了其晶体结构,这被称为脱位。这种作用导致被辐射材料脆化易碎,降低了材料的耐压能力。进一步利用纳米级的强度值可计算出大块材料的性质。

  “这种纳米尺度的检测技术有助于延长核反应堆的寿命。”论文合著者、加州大学伯克利分校核工程系副教授彼得·霍斯曼说,“我们将安全问题转化到对核设施材料的检测手段上。我们能用较小的样本,精确测出材料的机械属性,比如一个工作了40年之久的核设施中的建造材料,以确保其未来的安全运行。”

  米诺补充说:“理解材料性质的衰退是机械问题的基础,也给我们提供了一个模型系统来发现建造核能设施的新材料。通过研究材料机械性质的缺陷,我们能设计出更加抗辐射损伤的材料,带来更安全的核设施。”