陳根：輻射利好？幫助合金自我修復，延長壽命

文/陳根

日前，在《自然》上，刊登了一份來自麻省理工學院和勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員對於輻射的研究，研究驚奇地發現，輻射實際上可以幫助某些合金自我修復，延長其使用壽命。

眾所周知，電離輻射對活體組織和材料都有一定程度的損害，輻射加速了當今反應器中結構材料的腐蝕，這一點已經得到了很好的證實。

然而，在麻省理工學院的工程師們量化了不同輻射水平下的腐蝕情況後發現，可能存在多種競爭機制。腐蝕速率的總體增加並不一定意味著每一種作用機制都會加速腐蝕。在不同的工作液中，其作用機理及其相對強度必然發生變化。

研究人員以某種核反應堆為中心，使用鈉、鋰和鉀的熔鹽作為冷卻劑。這種高溫、鹹味的混合物會對周圍的合金造成破壞，隨著時間的推移腐蝕金屬。但研究小組發現，當這種合金受到質子加速器的輻射轟擊時，腐蝕的發展需要兩倍的時間。

研究人員發現，輻射在金屬中產生了微小的缺陷，使其原子更容易移動。這意味著它們能夠迅速填補腐蝕性鹽所產生的孔洞。在某種程度上，輻射幫助合金變得「自愈」。然而，半個多世紀以來，這種潛在的協同作用的原因一直隱藏著。

事實上，解釋輻射和腐蝕之間的協同作用是阻礙先進反應器部署的最具挑戰性的任務之一，這是由於高溫、腐蝕性冷卻劑和強粒子流的綜合作用造成的。在在此次研究中證明輻射可以減緩鎳鉻合金在熔鹽中的腐蝕，有助於為未來的核反應堆設計提供參考，並能更準確地估計現有設施中材料的壽命。