Una nuova lega metallica, più dura e forte dell’acciaio, potrebbe rendere i reattori nucleari più sicuri e più stabili nel tempo.
Un team di ricercatori dell’Oak Ridge National Laboratory (Stati Uniti) e della University of Finland (Finlandia), il cui lavoro verrà pubblicato su Physical Review Letters, ha sviluppato questo nuovo metallo che potrebbe sostituire l’acciaio nei reattori nucleari, la cui durata è di circa 40 anni durante i quali l’acciaio può diventare più debole o addirittura difettarsi.
Con cosa sostituire l’acciaio?
I reattori nucleari moderni funzionano a temperature più elevate rispetto al passato. Per questo motivo, il futuro del nucleare è condizionato dal trovare qualche materiale che possa sostituire al più presto l’acciaio. Infatti, allo stato attuale, la sostituzione dell’esterno di acciaio di un reattore è molto costosa, sia in termini di tempo che di denaro.
La soluzione messa a punto dagli scienziati americani e finlandesi fa ricorso alle leghe ad alta entropia. Si tratta di leghe multi-componenti (solitamente con non meno di cinque elementi) stabili in un ampia gamma di composizioni e temperature. Nello specifico, hanno sperimentato due leghe a base di nichel e oro, simulando ciò che accade al rivestimento di un reattore nucleare e riscontrando due o tre volte meno difetti rispetto all’acciaio.
Metalli uniformi a livello atomico
Le leghe ad alta entropia usano metalli in proporzioni uguali. In questo modo si ottiene una maggiore uniformità a livello atomico, tale da garantire una probabilità inferiore di atomi leggermente diversi sulla superficie esposta ai neuroni del reattore e riducendo il rischio di difetti.
Mentre i metalli ad alta entropia non sono una nuova scoperta, è soltanto negli ultimi anni che gli scienziati sono riusciti a crearne con una qualità sufficientemente buona per essere impiegati in applicazioni pratiche. Purtroppo il costo è ancora un problema, ma si spera possa scendere nei prossimi anni.
Ci vorrà ancora del tempo prima che si possa costruire un reattore con questi nuovi metalli, ma questa lega è un passo in avanti verso il loro impiego.
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