دانشمندان در خلال تحقیقات برای تولید تجهیزات مورد نیاز در راکتورهای گداخت هسته‌ای، موفق به ذوب کردن ماده سخت الماس شدند. به گزارش سایت اینترنتی `لایوساینس`، دانشمندان آزمایشگاه ملی `ساندیا` در آمریکا در این مطالعه از قدرتمندترین تجهیزات تولید پرتوهای `ایکس` جهان که در همین آزمایشگاه نگهداری می‌شود استفاده کرده و در فشاری بیش از ۱۰میلیون برابر فشار جو در سطح دریا موفق به ذوب لایه نازکی به ضخامت تنها چند نانومتر از سخترین ماده شناسایی شده در جهان یعنی الماس شدند.
`مارکوس نادسون` محقق آزمایشگاه `ساندیا` اعلام کرد ایجاد چنین فشار عظیمی در عمل بسیار دشوار است و به همین علت در این آزمایش به منظور ایجاد آن از تجهیزات توربین مانندی استفاده شده است که با سرعت ۳۴ کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کرده‌اند. به گفته `نادسون`، این سرعت حتی از سرعت چرخش زمین به دور خورشید نیز بیشتر است.
دانشمندان در این آزمایش تلاش کردند مقاومت الماس را تحت سخت‌ترین شرایط بسنجند تا این موضوع مشخص شود که آیا می‌توان از الماس به عنوان ماده در برگیرنده سوخت راکتورهای هسته‌ای از نوع گداخت(فیوژن) استفاده کرد یا خیر.
گداخت هسته‌ای فناوری متفاوت با فناوری‌های هسته‌ای فعلی است که در آن به جای شکست هسته اتمهای سنگین و تولید هسته‌های عناصر سبکتر، هسته اتمهای سبک به یکدیگر جوش خورده، اتمهای سنگین‌تر تولید شده و انرژی بسیار زیادی آزاد می‌شود. گداخت هسته‌ای در حقیقت سرچشمه انرژی ستارگان از جمله خورشید محسوب است. مشکل استفاده از این منبع عظیمی انرژی این است که دانشمندان هنوز موفق به کنترل کامل فرایند گداخت هسته‌ای نشده و فناوری‌های لازم برای ساخت تجهیزات مورد نیاز در این راکتورها هنوز کامل نشده است.
از لحاظ نظری برای کنترل یک واکنش هسته‌ای از نوع گداخت، ماده‌ای که حول سوخت راکتور قرار گرفته باید فشار وارده را به طور منظم به سوخت هسته‌ای منتقل کند که این امر تنها در صورتی ممکن می‌شود که ماده یاد شده یا کاملا جامد و یا کاملا مایع باشد زیرا ترکیب جامد و مایع سبب انتقال ناموزون انرژی به سوخت هسته‌ای و بروز اخلال در واکنش هسته‌ای گداخت می‌شود.
محققان پیش از این ماده `بریلیوم` را در نظر گرفته بودند، اما مشکلات بوجود آمده در آزمایشهای عملی آنها را به فکر استفاده از ماده‌ای دیگر و به احتمال زیاد الماس انداخته است.
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
دانشمندان با ترکیب ماده معدنی `تیتانید باریوم` و فلز قلع مذاب موفق به تولید ماده جدیدی شده‌اند که در دماهایی مشخص، سختی آن از سخت‌ترین ماده شناخته شده در جهان یعنی الماس، بالاتر است. به گزارش سایت اینترنتی `نیوساینتیست`، محققان دانشگاه ایالتی `واشینگتن` و دانشگاه `ویسکانسین-مدیسون` در آمریکا و نیز دانشگاه `روهر- یونیورسیتی` در آلمان در مطالعه‌ای مشترک، فلز قلع مذاب با دمای ۳۰۰درجه سانتیگراد را با قطعات ریزی در ابعادی حدود یک دهم میلیمتر از ماده سرامیکی موسوم به `تیتانید باریوم` که معمولا به عنوان عایق در قطعات الکتریکی استفاده می‌شود، مخلوط کردند.
هنگامی که ماده مرکب حاصل سرد شد، استوانه‌هایی به ارتفاع ۳سانتیمتر و قطر دو میلیمتر از این ماده از لحاظ سختی مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج این مطالعه نشان داد در دمای محیطی ۵۸تا ۵۹درجه سانتیگراد، ماده جدید در برابر خم شدن، در حدود ده برابر بیشتر مقاومت نشان می‌دهد و سختی بسیار زیادی دارد.
به گفته `مارک اسپیرینگ` کارشناس مواد دانشگاه `ساوث‌همپتون` در انگلیس که در این مطالعه شرکت نداشته است، ویژگی سختی بالای این ماده از خواص ذرات `تیتانید باریوم` سرچشمه گرفته است. هنگامی که `تیتانید باریوم` سرد می‌شود، ساختار کریستالی این ماده به گونه‌ای تغییر می‌کند که حجم آن افزایش می‌یابد و از آنجا که `تیتانید باریوم` در این ماده مرکب درون مخلوط ماتریسی شکل فلز قلع قرار گرفته، برای افزایش حجم خود با فشار زیادی مواجه می‌شود که این نیرو در آن ذخیره شده و در نهایت ساختار ماده مرکب پس از سرد شدن به شدت سخت و محکم می‌شود.
وی افزود این ماده که هنگام سرد شدن انرژی زیادی درون آن ذخیره شده، پس از سرد شدن، زمانی که در دمای معینی به آن فشار وارد شود، انرژی ذخیره شده را آزاد کرده و در برابر خم شدن به شدت مقاومت می‌کند. `اسپرینگ` اظهار داشت تولید ماده‌ای جدید و سخت تر از الماس، هرچند ویژگی سختی بسیار زیاد این ماده تنها پس از قرار گرفتن در محدوده دمایی خاص فراهم می‌شود، اهمیت بسیار زیادی دارد.
سازندگان این ماده عقیده دارند می‌توان برای مثال از آن برای تولید پوششهای محافظی استفاده کرد که در دماهای مشخص بسیار سخت باشند و فشار را به خوبی تحمل کنند، اما در سایر دماها ویژگی‌های دیگری داشته و نرم تر باشند.
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 1637
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!