Contener y retardar de manera segura la movilidad de los combustibles de los reactores son preocupaciones de larga data del Departamento de Energía y el Departamento de Defensa de EE. UU. haciendo que la estabilidad frente a la radiación de los materiales utilizados para los componentes estructurales y el revestimiento del combustible sea de vital importancia. En este estudio, los científicos utilizaron varias herramientas de análisis, incluida la tomografía con sonda atómica (APT) de EMSL, haz de iones enfocado, y capacidades de acelerador, examinar nanoclusters de óxidos complejos dentro de la dispersión de óxidos reforzados, o SAO, aceros para determinar su resistencia potencial y estabilidad bajo una variedad de condiciones de irradiación. Los complejos nanoclusters de los aceros ODS aumentan la resistencia del metal a altas temperaturas, hacer que el acero ODS sea viable para su uso en estructuras nucleares o aplicaciones de revestimiento.

En este trabajo, dos aceros ODS, 14YWT y 9CrODS, se sometieron a protones, iones pesados e irradiaciones de neutrones a temperaturas controladas. Sonda de átomo sensible de EMSL, que funciona especialmente bien con materiales metálicos, puede separar los elementos de una muestra y reconstruirlos en una imagen tridimensional. Esto permitió a los científicos calcular y cuantificar los nanoclusters, mostrando que la temperatura de irradiación afectó las distribuciones del tamaño de los conglomerados. Sin embargo, el número de grupos permaneció constante en las condiciones irradiadas con iones pesados ​​(donde se detectaron grupos). Esto indica que aunque las cascadas de colisión desplazan los átomos durante el recocido, no se están nucleando nuevos grupos. Por lo tanto, si la temperatura es lo suficientemente alta, las partículas expulsadas se difunden de regreso al grupo principal, resultando en un ambiente estable.

En sus variados análisis, Los científicos determinaron que la difusión también afectó tanto a la inestabilidad de los nanoclusters a bajas temperaturas, con poca o ninguna difusión de partículas, y estabilidad a altas temperaturas, donde la difusión permitió que los átomos expulsados ​​volvieran a formar nanoclusters. Es más, mostró cómo los aceros ODS pueden ofrecer resistencia a la radiación a largo plazo.