Se produce cuando dos n�cleos at�micos de elementos ligeros se unen para dar lugar a elementos m�s pesados, con lo que desprenden una gran cantidad de energ�a.
Para que se pueda producir esta reacci�n, es necesario un gran aporte de energ�a, de manera que se alcancen temperaturas del orden de decenas de millones de grados que permiten que los n�cleos se acerquen lo suficiente como para vencer su repulsi�n natural y se condensen en estado de plasma. "Este plasma, que alcanza temperaturas similares a las de las estrellas, a unos 100 millones de grados, no toca las paredes del reactor porque se derretir�an", explica una de las investigadoras que trabaja en este proyecto, Vanessa de Castro, del departamento de F�sica de la UC3M. Para conseguir confinar el plasma, levita dentro del reactor ayudado por campos magn�ticos. "A�n as�, las paredes deben resistir unas temperaturas muy altas y los efectos de la irradiaci�n de los neutrones que proceden de la reacci�n, por lo que tenemos que producir nuevos materiales que soporten estas condiciones extremas", comenta la profesora.
El proyecto ITER (en construcci�n) y su sucesor DEMO (previsto para el a�o 2035) se proponen desarrollar reactores de fusi�n que sean econ�micamente viables. Esta tarea depende, entre otros aspectos, del desarrollo de estos nuevos materiales estructurales capaces de soportar el da�o por irradiaci�n y las altas temperaturas resultantes de la reacci�n de fusi�n. La comunidad cient�fica ha comenzado a desarrollar nuevos materiales de baja activaci�n para su uso en estos reactores, pero todav�a se desconoce si alguno de ellos ser� viable bajo esas condiciones tan hostiles. Uno de los candidatos m�s importantes, en este sentido, son los aceros ferr�ticos de baja activaci�n endurecidos por dispersi�n de �xidos, denominados aceros ODS.
El comportamiento mec�nico de los aceros ODS depende enormemente de su microestructura, que hasta ahora no se ha controlado rigurosamente. Hasta hace poco, los estudios sobre la microestructura de estos aceros se han centrado en la escala microm�trica. Sin embargo, la escala nanom�trica es la m�s relevante para comprender los fen�menos que ocurren bajo irradiaci�n. "Ahora estamos utilizando nuestros conocimientos en materiales estructurales nucleares y en t�cnicas avanzadas de nanoan�lisis para caracterizar diversos aceros ODS de nueva generaci�n a escala nanom�trica", comentan los investigadores, quienes han a�adido a estos aceros part�culas nanom�tricas (de entre 1 y 50 nm) que ayudan a mejorar las propiedades mec�nicas y a aumentar su resistencia. Los resultados de investigaci�n han sido publicados recientemente en un n�mero especial de la revista Materials Science and Technology dedicado a la caracterizaci�n de aceros a escala at�mica.
La caracterizaci�n de estos materiales se realiza usando t�cnicas a escala nanom�trica. Por ejemplo, con un microscopio electr�nico de transmisi�n se pueden ver las part�culas que se a�aden al material, incluso las m�s peque�as, de un nan�metro (la millon�sima parte de un mil�metro). Gracias a esto, se puede estudiar si la distribuci�n de las part�culas es la �ptima, cu�l es su composici�n qu�mica, o si cambi�ndola se obtienen mejores materiales o se mejora la interacci�n de estas part�culas con los defectos que se producen en el material. "De ah� extraemos la informaci�n que nos permite explicar por qu� el material se comporta de una u otra forma, porque el hecho de que tenga malas propiedades mec�nicas se podr�a relacionar con que las part�culas no est�n bien distribuidas", se�ala la profesora Vanessa de Castro, del ESTRUMAT. Este consorcio de Materiales Estructurales Avanzados, formado por cinco grupos de investigaci�n pertenecientes a cuatro universidades y un instituto de investigaci�n de la Comunidad de Madrid, tiene como objetivo proporcionar un marco de actividad cient�fico-t�cnica en el �rea de materiales estructurales avanzados para aplicaciones en ingenier�a.
Esta investigaci�n, financiada por el Ministerio de Ciencia e Innovaci�n, se centra en el estudio de las nanopart�culas de �xidos presentes en estos aceros y en el da�o inducido por radiaci�n en estos materiales. Los an�lisis realizados hasta el momento muestran, por ejemplo, que las part�culas poseen una estructura de tipo core-shell consistente en un n�cleo rico en Itrio (Y) rodeado por una zona enriquecida en Cromo (Cr).
Noticia publicada en Lukor (Espa�a)
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Imagen: Agencias / Internet
