A energia nuclear requer muita energia, incluindo enorme calor, pressão e radiação que cada parte do reator deve suportar sempre. Naturalmente, projetar o dispositivo perfeito é uma tarefa difícil, mas os pesquisadores continuam a descobrir maneiras surpreendentes de avançar a tecnologia nuclear, a mais recente das quais envolve pequenos chips com desempenho não tão grande.
Recentemente liberarPesquisadores da Universidade do Maine anunciaram um novo sensor microeletrônico que pode suportar tanto os níveis de radiação quanto as temperaturas extremas do núcleo de um reator nuclear. Ao mesmo tempo, os sensores capturam dados operacionais em tempo real, proporcionando aos engenheiros e operadores informações valiosas sobre a atividade do reator.
“Muitos reactores avançados actualmente em desenvolvimento operam a estas temperaturas, pelo que existe uma grande procura de sensores para monitorizá-los”, disse Mauricio Pereira da Cunha, principal investigador do projecto, num comunicado de imprensa. “O desenvolvimento bem-sucedido destes sensores abordará e aliviará as barreiras tecnológicas que atualmente impedem o lançamento de reatores nucleares avançados.”
gerar calor
O sensor foi projetado para ser instalado dentro da fornalha de um reator de fissão nuclear, que divide duas moléculas pesadas para criar uma grande carga de energia. Especificamente, os pesquisadores esperam instalar os sensores da seguinte forma: reator avançado de alta temperaturautiliza gás hélio e contém materiais cerâmicos para gerar energia nuclear de forma mais eficiente e segura.
No entanto, esses reatores atingem temperaturas mais altas do que os sensores convencionais podem suportar. A razão é que a vantagem é “maior eficiência térmica alcançada em temperaturas mais altas”.
Por outro lado, a equipe tinha 20 anos de experiência no aprimoramento de sensores semelhantes. Isto levou-os a passar os últimos dois anos a desenvolver e testar sensores suficientemente potentes para utilização em reactores nucleares da próxima geração, ao mesmo tempo que os tornavam mais pequenos para alargar a sua gama de aplicações.
Pequeno chip, grande significado
Para este projeto, a equipe criou sete sensores, todos testados no Laboratório de Reatores Nucleares da Universidade Estadual de Ohio. relatório Escritório de Energia Atômica do Departamento de Energia. A espessura de cada sensor era de aproximadamente 100 nanômetros. 1.000 vezes mais fino Transportamos eletrodos de liga à base de platina embalados com tampas de alumina.
Surpreendentemente, apesar do reator ter funcionado com potência máxima de cerca de 800 graus Celsius (1.500 graus Fahrenheit) durante cinco dias, todos os sete sensores “permaneceram funcionais” e “não mostraram sinais de deterioração”, explicou o relatório. As análises iniciais sugeriram que o sensor também era resistente à radiação.
“Além das temperaturas extremas, estamos agora expondo simultaneamente esses sensores a níveis intensos de radiação nuclear intra-core”, disse Luke Doucette, principal cientista pesquisador do projeto, em um comunicado à imprensa. “Isso adiciona um novo nível de dificuldade para descobrir quais tipos de materiais de sensores podem sobreviver e permanecer funcionais sob essas condições.”
Artigos relacionados: Uma forma mais ecológica de alimentar a fusão nuclear
