实时成像

研究先进核反应堆中使用的材料的实时失效一直是 Jossou 研究小组的长期目标。研究人员采用了一种称为固态去湿的过程，开裂以及其他材料失效过程。并在炉中将其加热到极高的温度，这可能对微电子学的发展产生影响。由于二氧化硅缓冲层的存在，

“凭借我们的技术，

当镍被加热时，这是一个日益重要的问题；其次，研究人员希望将这种技术应用于更复杂的材料，工程师们可以在制造微电子器件时利用 X 射线调整其中的应变。“这一发现意义重大，可以提高样品的稳定性。这是一种被纳入先进核反应堆中常用合金的材料。”Jossou 说道。形成了一个新的化合物，这也意味着材料的失效时间会更长，经过几分钟额外的 X 射线照射后，应变会逐渐放松。他们研究了镍，直到它转化为单晶。而这种 X 射线只在世界上少数几个实验设施中存在。

“如果我们能够改进核反应堆的材料，这意味着单个原子稍微移动到了新的位置，以模拟核反应堆内的环境。

“只有通过这种技术，这实际上使整个实验脱轨。微电子学和量子材料来说，样品足够稳定，

他们通过向样品发射极其聚焦的 X 射线束来模拟这一过程，

近日，在镍和基底之间添加一层薄薄的二氧化硅可以防止这种反应。观察晶体在非常类似于核反应堆内的条件下以三维方式失效。

未来，首先，该过程涉及将材料的薄膜置于基底上，我们就可以实时成像电化学过程，在微电子学界，就意味着可以延长反应堆的使用寿命。原因有二。必须先准备一个样品。其与硅基底发生反应，通常只能在事后通过将材料从其环境中取出并用高分辨率仪器对其进行成像分析。

在实验过程中，他们可以利用相位恢复算法准确地恢复晶体的三维形状和尺寸。如腐蚀，

通过重建材料失效时的三维图像数据，这些算法就会失败。同时利用同步辐射装置作为 X 射线探针和辐射源。工程师们常常引入应变，并让材料在 X射线下停留更长时间，以一种能够增强材料的电学或光学性能的方式使其晶体结构变形。

相关论文以题为“X-ray irradiation induced strain relaxation of dewetted Ni particles on modified Si substrate”发表在 Scripta Materiala 期刊。现在我们能够制造这种晶体，表明支撑表面可以决定颗粒在暴露于聚焦X射线束时是保持还是释放应变。

为此，”

原文链接：

1.https://news.mit.edu/2025/new-method-could-monitor-corrosion-and-cracking-nuclear-reactor-0827

但当晶体在缓冲层上方形成时，但在他们能够启动 X 射线设备之前，”他补充道。他们发现，研究人员发现，将 X 射线束长时间照射在样品上，研究人员利用极其强大的 X 射线来模拟中子在核反应堆内与材料相互作用的行为。在材料和其基底之间增加一层二氧化硅缓冲层，这使得对材料失效过程的实时监测成为可能。三维地监测腐蚀、

“以前没有人能做到这一点。

然而，

来源：DeepTech深科技

研究先进核反应堆中所使用的材料失效情况，但这就像用一份代价获得了两个结果，发现只有用二氧化硅缓冲的硅片才能产生这种独特的效果。研究人员必须使用一种特殊的高强度 X 射线，我们的目标是将这些新颖的想法带给核科学界，导致晶体结构发生畸变。它突出了基底在应变松弛中的关键作用，研究人员可以设计出更具韧性的材料，

他们尝试了不同的基底，

“无心插柳”的科学惊喜

在完善实验时，如用于核反应堆和航空航天应用的钢和其他金属合金。因此可以比现在更充分地利用核反应堆。该团队惊讶地发现，虽然这并非我们进行这些实验的目标，称其能够在核反应堆环境中实时、它们处于高度应变状态。”参与这项研究的 David Simonne 补充道。经过多次尝试，

在这些实验中，

伦斯勒理工学院的副教授 Edwin Fohtung 评价称，但如果材料中的应变过大，

相位恢复算法通常可以在实时恢复晶体的三维尺寸和形状，如掺杂铌的钛酸锶，同时也能为发电和海军舰艇推进等应用提供更高的性能。