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    Cómo hace posible Rusia el desarrollo de energía nuclear verde

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    Científicos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia han descubierto cómo realizar los cambios necesarios en los materiales para el desarrollo de energía nuclear de bajo impacto ambiental.

    Uno de los principales objetivos de la industria de energía nuclear es el desarrollo de nuevos reactores de neutrones rápidos y la creación de un reactor termonuclear operable. Lo primero ayudará a cerrar el ciclo de combustible nuclear y conseguir un menor impacto ambiental de la energía nuclear. En caso de realizar la segunda tarea, será posible producir en un futuro la energía de un modo nuevo. El proyecto más famoso dirigido a acercar la aparición de reactores termonucleares es el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, por sus siglas en inglés).

    Uno de los problemas que surgen en el proceso de desarrollo de nuevos dispositivos energéticos consiste en que todos estos han de soportar condiciones extremas en la zona de generación de energía. Por eso se plantean altas exigencias para los materiales que van a usarse en las zonas activas de los nuevos reactores. Bajo la influencia de altas temperaturas y radiaciones de alta energía, los materiales que existen hoy se degradan rápidamente. Los materiales más sólidos pueden soportar dosis de radiación con las que cada átomo de la sustancia se desplaza de 80 a 90 veces. En los reactores termonucleares este parámetro debe ser dos veces mayor. Es la resistencia de los materiales en la zona de generación de energía la que determina la eficacia y la seguridad del reactor nuclear.

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    Los científicos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia creen que es posible resolver este problema con el uso de la nanotecnología. Se considera que los aceros ferríticos y martensíticos en base de aleaciones de ferrocromo (Fe-Cr) y los aceros reforzados por dispersión de óxidos podrían usarse en los futuros reactores. Los científicos han logrado demostrar con experimentos los mecanismos de cambios atómicos a gran escala de estos materiales y mostrar cómo se produce la redistribución de átomos que conlleva un aumento considerable de su fragilidad y la pérdida de su plasticidad. Los resultados de estas investigaciones se han publicado en revistas científicas como Journal of Nuclear Materials y Journal of Nuclear Materials and Energy.

    ​Se sabe que los cambios nanoestructurales pueden modificar mucho las propiedades del material de construcción y, como consecuencia, reducir considerablemente los plazos de uso en las zonas activas de los reactores fabricadas con este material. En varios casos, al contrario, los científicos han logrado encontrar cambios nanoestructurales que amplían considerablemente las posibilidades de uso de los materiales, además de darles propiedades únicas, por ejemplo, una alta termorresistencia.

    En sus experimentos, los especialistas utilizaron distintos métodos de influencia en las aleaciones de ferrocromo (Fe-Cr) y los aceros reforzados por dispersión de óxidos y, posteriormente, registraron los cambios de las propiedades de materiales producidos a nanoescala con el uso de la tomografía de sonda atómica.

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    "Analizamos en nuestros trabajos el estado de los materiales a nanoescala y sus cambios con distintos métodos de influencia. Realizamos un envejecimiento térmico [tratamiento para aumentar la dureza y resistencia de las aleaciones] y posteriormente descubrimos que con el uso de haces iónicos de metales la nanoestructura puede reducirse a polvo bajo su influencia", dijo a RIA Nóvosti el jefe adjunto del Departamento de Física de Estados Extremos de la Materia del Instituto de Física y Tecnologías Nucleares de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia, Serguéi Rogozhkin.

    Según el físico, los resultados de las investigaciones pueden usarse tanto en el proceso de creación de los materiales para el ITER, como para los reactores del futuro.

    "La tarea del ITER es mostrar la eficacia de la concepción del reactor termonuclear. En esta etapa son muchas las exigencias hacia los materiales, pero el reactor termonuclear de siguiente generación planteará condiciones aún más extremas para el desarrollo de materiales absolutamente nuevos, incluidos los que estamos investigando hoy", explicó el experto.

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    Etiquetas:
    ecología, medio ambiente, energía nuclear, ciencia, MEPhI (universidad), Rusia
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