الآثار الإشعاعية على المواد المتقدِّمة
تعتبر المواد القوية والمرنة والمتينة ذات أهمية بالغة في مجال الصناعة بشكل عام، ولكنها ذات أهمية خاصة في القطاع النووي، حيث يعتمد أمان المفاعلات وجدوى عمليات دورة الوقود على المواد المستخدمة. وبالنسبة للمواد الموجودة في المفاعلات النووية، فإن أكبر تحديين هما الحرارة - التي تعالجها نظم التبريد - والإشعاع.
وقال إيان سوينسون، فيزيائي نووي في الوكالة: "تتعرض المواد الهيكلية داخل المفاعلات النووية للتلف بسبب النيوترونات السريعة التي تخرِج الذرات من موضعها وتولِّد هيدروجين أو هيليوم في شكل غاز. وقد يؤدي هذا في نهاية المطاف إلى الانتفاخ، وخلق الفراغات، والعديد من التغييرات الهيكلية والميكانيكية الأخرى التي تحد من عمرها النهائي في الخدمة". وأضاف: "لذلك فإن اختبار المواد ضد الإشعاع أمر ضروري، ويمكن أن تساعد المعجِّلات في إتاحة الاختبار على نطاق أوسع".
وتفقد الجسيمات المشحونة معظم طاقتها في نهاية رحلتها عبر المواد، مما يسبب أضراراً كبيرة ولكنها موضعية. ولهذا السبب، يخطط الباحثون لاختبار المواد المرشحة للمفاعلات النووية المستقبلية باستخدام جزيئات مشحونة من معجِّلات الحزم الأيونية.
وقال سوينسون: "إن اختبار المواد باستخدام المعجِّلات أسرع من استخدام المفاعلات"، موضحاً أن ما يمكن إكماله في يوم واحد باستخدام المعجِّلات يمكن أن يستغرق عاماً في مفاعلات الاختبار العالية الفيض. وعادة، لا تصبح العينات مشعة، ويمكن تقسيم المناطق المتضررة بعناية وفحصها باستخدام التقنيات المجهرية.
وفي عام 2016، ساعد سوينسون في تنظيم مشروع بحثي منسق تابع للوكالة لمدة خمس سنوات وُزِّعت خلاله عينات من نفس المادة على مرافق متعددة للمعجِّلات لأغراض التشعيع، في ظل ظروف متطابقة، وعلى مفاعل البحوث السريعة BOR-60 في الاتحاد الروسي للمقارنة بينهم. وسيسهم تحليل ما بعد التشعيع في تحسين قابلية الاستنساخ من موقع إلى آخر فيما بين مرافق المعجِّلات وإلقاء الضوء على مدى جودة المعجِّلات في فحص المواد ذات الأداء الضعيف.
وفي آب/أغسطس 2022، ستعقد الوكالة مؤتمرها الدولي الثاني بشأن تطبيقات العلوم والتكنولوجيا الإشعاعية (ICARST-2022) لاستكشاف هذه القضايا وتسليط الضوء على التطبيقات والتطورات الإشعاعية المؤيِّنة. وسيركز المؤتمر، من بين مواضيع أخرى، على التقدم المحرز والقيود التكنولوجية أو الاقتصادية الحالية في مجالات محدَّدة من المواد المتقدِّمة، وسيساعد على استعراض الإنجازات التي تحققت في عمليات الإشعاع الراسخة لتحسين أداء المواد.