有关化学元素如何对辐射作出反应的新数据

 钨晶体中氢原子簇的集体电子相互作用，用于原型熔融材料。图片：A.De Backer / UKAEA)

原子能机构已经开发出关于主要辐射如何影响所有83种天然化学元素的新颖理论计算模型，并已在线提供了这些信息。这些计算可以帮助专家制造更坚固，更具抵抗力的材料，以用于可能受到辐射照射的材料领域，包括核工业，医学，生物学，聚变和太空技术。

由原子组成的化学元素的质子，中子和电子数量不同。这是由于它们的物理和化学特性，包括它们对辐射的反应方式所致。取决于它们的成分，材料受到辐射的影响也不同。在由高能粒子引起的初始原子位移事件之后，它们显示出各种缺陷。研究这种所谓的主要损害是了解任何种类的辐射效应的关键。

了解某种材料中的化学元素如何与辐射发生反应，将有助于专家通过修改其成分来提高这些材料的抵抗力。该信息对于改进核反应堆，研究堆，加速器和未来聚变反应堆中使用的材料特别有用。材料的辐射损伤是一个关键参数，对预期寿命和核设施的安全运行具有重要作用。

新的计算模型是在最近完成的国际原子能机构协调研究项目(CRP)的框架内开发的，该项目汇集了来自14个国家/地区的19个不同机构的理论和实验物理学家以及工程师。新模型为辐射损伤的量化提供了标准措施，比当前的国际标准Norgett-Robinson-Torrens每原子位移(NRT-dpa)模型提供了更精确的结果，该模型自1975年以来已被广泛使用。尽管NRT-dpa该模型对于关联许多辐射损伤现象非常有用，它已显示出一些局限性。当反应堆结构由铁以外的材料制成并且中子能量高于2 MeV时，该模型无法提供精确的计算，这在大多数现代应用中就是这种情况。

“国际原子能机构的新模型有助于更精确地计算出诸如硅之类的更易碎和对辐射敏感的材料可能造成的辐射破坏，并且已经用于制造聚变材料和太空技术的原型，”国际原子能机构核能负责人让-克里斯托夫·苏佩莱特(Jean-Christophe Sublet)说。数据服务股。

通过CRP收集的数据可以帮助专家探索标准应用和新颖应用。在《欧洲物理杂志》上发表的理论综述和CRP结果 描述了最新的方法和度量标准，并为标准方法和新颖方法提供了建议。所有CRP出版物和相关数据都可以在此处公开获得。

“ CRP结果可以帮助提高我们对物理学的理解，因为缺陷产生指标是分析，关联和模拟太阳，太空，地球或人为粒子辐照下有机和无机物质的行为和演化这一复杂问题的起点。 “实际上是由人类，农作物或核工程设备制造的。” Sublet说。