Дослідження, проведене вченими з Токійського університету, виявило здатність бетону частково самовідновлюватися під впливом нейтронного випромінювання, що може сприяти продовженню терміну служби ядерних реакторів.
Бетон є основним конструкційним матеріалом атомних електростанцій, проте вплив тривалого радіаційного навантаження, зокрема нейтронного випромінювання, досі вивчений недостатньо.
«Бетон — це композиційний матеріал, що складається з кількох сполук… Але порода часто містить кварц. Отже, розуміння того, як кварц змінюється під різними радіаційними навантаженнями, може допомогти нам передбачити, як бетон повинен поводитися в цілому», — пояснює професор Іппеї Маруяма з Токійського університету.
Експерименти з використанням рентгенівської дифракції показали, що під впливом випромінювання кристалічна структура кварцу змінюється: відбувається його аморфізація (втрата впорядкованої структури) та розширення. Проте виявлено і зворотний процес — при зниженні потужності дози випромінювання частина спотворених кристалів відновлюється.
«Отже, деградація може бути менш серйозною, ніж очікувалося, потенційно дозволяючи атомним електростанціям працювати більш безпечно протягом тривалих періодів», — зазначає Маруяма.
Дослідники також зафіксували залежність реакції кварцу від розміру мінеральних зерен: великі кристали демонстрували менше розширення, що може бути ключовим фактором у проєктуванні нових бетонних сумішей для АЕС. Подальші дослідження будуть спрямовані на аналіз поведінки інших мінералів, а також на моделювання механізмів утворення тріщин. Висновки роботи, опубліковані в Journal of Nuclear Materials, можуть стати основою для оновлення стандартів довговічності конструкційних матеріалів ядерної енергетики.
