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Científicos de la Universidad de Surrey (Reino Unido) han aplicado un nuevo método para detectar defectos microscópicos en uniones soldadas reactores de fusión.
Sus investigaciones permiten crear productos más fiables y seguros diseños para futuros reactores de fusión. Junto con los británicos La Autoridad de la Energía Atómica, El Laboratorio Nacional de Física y la empresa de instrumentación científica TESCAN han desarrollado una tecnología avanzada para detectar debilidades ocultas en soldaduras metálicas a nivel microscópico.
Estos defectos internos que se producen durante el proceso de fabricación pueden suponer una amenaza para integridad estructural y durabilidad de los componentes de los reactores. El estudio examinó la aparición de tales defectos en la aleación de acero resistente al calor P91, que se considera uno de los materiales prometedores para los futuros reactores de fusión.
Mediante técnicas conocidas como mediante un haz de iones focalizados por plasma y la correlación digital de imágenes, los científicos cartografiaron la tensión residual en regiones extremadamente estrechas de las juntas soldadas. Antes, estas zonas eran demasiado pequeñas para analizarlas con los métodos tradicionales.
Los resultados del estudio mostraron que las tensiones internas tienen un grave impacto en el comportamiento de la aleación P91. En particular, la tensión beneficiosa hace que algunas zonas sean aún más duras, mientras que la tensión perjudicial reduce la resistencia de otras zonas, haciendo que el metal se vuelva más flexible y quebradizo. A una temperatura de funcionamiento de 550°C en reactores de fusión el metal se vuelve más vulnerable y pierde más del 30% de su resistencia.
«La energía de fusión tiene un enorme potencial como fuente de energía limpia y fiable para ayudarnos a reducir las emisiones de carbono, mejorar la seguridad energética y reducir los costes de la energía ante el aumento de las facturas. Sin embargo, primero tenemos que asegurarnos de que los reactores de fusión sean seguros y duraderos», — afirma el Dr Tan Sui.
Según otro autor del estudio, es investigador del Centro de Materiales de Ingeniería de la Universidad de Surrey, Dirigido por el Dr. Bin Zhu, el estudio ofrece una evaluación realista de la integridad estructural de las soldaduras en reactores de fusión en una amplia gama de condiciones extremas. Se trata de un importante paso adelante en el diseño de componentes más seguros y resistentes para el sector nuclear.
Los resultados del estudio se publicaron en la revista Journal of Materials Research and Technology
Fuente: SkiTechDaily