Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории США зафиксировали рождение уранового гидрида в реальном времени. Реакция идёт как гейзер: водород просачивается в металл, образует пузырь, а затем взрывает поверхность. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале npj Materials Degradation.
Группа Джибрила Шитту из LLNL применила интерферометрию белого света. Прибор строит топографическую карту поверхности, измеряя отражение луча от образца. Метод не трогает металл и позволяет сканировать одно и то же место снова и снова. Так учёные получили покадровую запись процесса, который раньше никто не видел.
Сценарий такой. Водород проникает сквозь оксидную плёнку на поверхности урана и растворяется в металле. Когда газа становится слишком много, атомы водорода соединяются с ураном. Образуется гидрид, и объём вещества резко вырастает. Давление толкает новое соединение к поверхности. Появляется волдырь. Он растёт, пока оболочка не лопается. Наружу вылетает химически активный порошок, а в разрыв устремляется свежая порция водорода. Реакция разгоняется, и остановить её почти невозможно.
Шитту описал цикл коротко: адсорбция, диссоциация, диффузия, накопление, вздутие, разрыв, откол. Два классических метода отлично видели уже запущенную реакцию, но не замечали самые первые шаги. Интерферометрия закрыла этот пробел.
Эксперимент принёс сюрпризы. Гидридный пузырь появился не там, где предсказывали модели, и рос вширь, а не вглубь металла. Пока работали в узком диапазоне температур и при одном давлении водорода. Следующий шаг — расширить условия и перейти от наблюдения к предсказанию.
Шитту отметил, что исследование опиралось на десятилетия опыта старших учёных лаборатории. Знания, которых нет в учебниках, уберегли команду от повторения уже пройденного и позволили сосредоточиться на действительно новом. Результаты опубликовал журнал npj Materials Degradation. Интерферометрия белого света подходит и для других металлов. Это важно для водородной энергетики, термоядерных реакторов и долгосрочного хранения ядерного топлива.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: magnific
