Confiner un jet de plasma peut être stressant, surtout sur les matériaux de blindage. Notant les limites inhérentes aux méthodes d'essai actuellement utilisées pour de tels matériaux, Le professeur Patrizio Antici et ses collègues ont proposé une nouvelle solution révolutionnaire :l'utilisation de particules accélérées par laser pour tester sous contrainte des matériaux soumis à des conditions difficiles. Récemment publié dans la revue Communication Nature , sa méthode est prometteuse pour un certain nombre d'applications.

Dans de nombreux domaines caractérisés par une exposition à haute énergie, les matériaux sont soumis à des contraintes intenses. Quelle que soit l'application à haute énergie (aérospatiale, centrales nucléaires, certains équipements de recherche - la capacité des matériaux à résister aux contraintes physiques qui leur sont imposées doit être évaluée pour éviter la casse.

Le professeur Antici travaille avec des équipements de pointe qu'il faut à tout prix protéger de l'usure prématurée, et il voulait évaluer l'efficacité des particules accélérées par laser pour induire une contrainte contrôlée sur les matériaux. Sa méthode consistait à concentrer un faisceau de particules sur des matériaux tels que le tungstène, graphite, titane, tantale et molybdène, qui sont utilisés dans les installations utilisant le plasma ou pour la fusion par confinement inertiel ou magnétique.

Actuellement, plusieurs méthodes sont utilisées pour simuler l'usure et mesurer la résistance de ces matériaux, mais typiquement, ils ne fournissent qu'une image partielle, nécessitent des protocoles plus longs et sont difficiles à modéliser. Les expériences à haute énergie de Patrizio Antici démontrent que le faisceau de protons généré par laser peut reproduire des dommages équivalents à plusieurs mois de pleine exploitation d'installations produisant un environnement hostile pour les matériaux. Les tests sont également beaucoup plus rapides puisqu'ils peuvent être effectués avec des instruments plus compacts et en quelques tirs laser uniques. Par rapport aux méthodes conventionnelles, Il reproduit plus fidèlement l'environnement opérationnel exact auquel les matériaux sont soumis.

La méthode innovante, qui reproduit mécanique, électrique, et la contrainte optique sur cinq matériaux, peut être utilisé pour améliorer les installations qui connaissent des conditions justifiant une protection accrue.