Un nouvel alliage à base de tungstène développé au Laboratoire national de Los Alamos peut résister à des quantités de rayonnement sans précédent sans dommage. Indispensable pour les environnements d'irradiation extrêmes tels que l'intérieur des réacteurs de fusion magnétique, les matériaux précédemment explorés ont jusqu'à présent été entravés par la faiblesse contre la fracture, mais ce nouvel alliage semble vaincre ce problème.

"Ce matériau a montré une résistance aux radiations exceptionnelle par rapport aux matériaux de tungstène nanocristallin pur et à d'autres alliages conventionnels, " a déclaré Osman El Atwani, l'auteur principal de l'article et le chercheur principal du projet « Effets de rayonnement et interactions avec les matériaux plasmatiques dans les matériaux à base de tungstène » à Los Alamos. "Nos recherches sur les propriétés mécaniques du matériau sous différents états de contrainte et la réponse du matériau soumis à une exposition au plasma sont en cours."

« Il semble que nous ayons développé un matériau avec une résistance aux radiations sans précédent, " a déclaré le chercheur principal Enrique Martinez Saez, un co-auteur de l'article à Los Alamos. « Nous n'avons jamais vu auparavant un matériau capable de résister au niveau de dommages causés par les radiations que nous avons observés pour cet alliage à haute entropie [quatre éléments principaux ou plus]. Il semble conserver des propriétés mécaniques exceptionnelles après irradiation, contrairement aux homologues traditionnels, dont les propriétés mécaniques se dégradent facilement sous irradiation."

Arun Devaraj, un scientifique des matériaux et collaborateur de projet au Pacific Northwest National Laboratory, c'est noté, "La tomographie par sonde atomique a révélé une intéressante stratification au niveau atomique de différents éléments dans ces alliages, qui se sont ensuite transformés en nanoclusters lorsqu'ils sont soumis au rayonnement, nous aidant à mieux comprendre pourquoi cet alliage unique est hautement tolérant aux radiations."

Le matériel, créé comme un film mince, est un alliage nanocristallin quaternaire de tungstène-tantale-vanadium-chrome qui a été caractérisé dans des conditions thermiques extrêmes et après irradiation.

"Nous ne l'avons pas encore testé dans des environnements fortement corrosifs, " Martinez Saez a dit, "mais je prévois qu'il devrait bien fonctionner là aussi. Et s'il est ductile, comme prévu, il pourrait également être utilisé comme matériau de turbine puisqu'il s'agit d'un réfractaire, matériau à point de fusion élevé."

Décrit cette semaine dans un article de Avancées scientifiques , le projet était un effort multi-institutionnel, impliquant des chercheurs et des installations du Laboratoire national de Los Alamos, Laboratoire National d'Argonne, Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique, Université de technologie de Varsovie, Pologne, et l'Autorité de l'énergie atomique du Royaume-Uni.