El renderizado en 3D de regiones de granos densos segmentados y poros intergranulares en grafito nuclear IG-110

Materiales energéticos

Energía nuclear

una fuente de energía limpia con cero emisiones

La energía nuclear es la segunda mayor fuente de electricidad de bajas emisiones de carbono a nivel global. Y para combatir la amenaza del cambio climático, es fundamental continuar investigando y desarrollando la tecnología nuclear. Esto ayudará a que las naciones consigan un balance de cero emisiones netas de carbono para 2050.

La energía nuclear es una fuente de energía limpia con cero emisiones, ideal para complementar otras tecnologías ecológicas, como la solar y la eólica. Además, gracias a los nuevos avances en eficiencia y seguridad, sigue siendo una opción viable para un futuro más verde.

La caracterización de los materiales es esencial

A la hora de generar energía nuclear, es fundamental optimizar el rendimiento de determinados materiales. Por ejemplo, el grafito se usa en el núcleo del reactor: modera la reacción y puede apagarlo en caso necesario. La microestructura del grafito es lo que confiere al material las propiedades y el rendimiento necesarios para desempeñar esta importante función. Características como la tortuosidad, la forma de los poros y la anisotropía, y la conectividad pueden afectar drásticamente al comportamiento del material.

Sin embargo, uno de los desafíos es que esta microestructura es difícil de caracterizar. El material es muy heterogéneo y se encuentra en múltiples escalas, compuesto por dominios repetidos con diferentes características microestructurales. La porosidad, la dureza y la composición del grafito nuclear también presentan un problema, ya que hacen que la preparación para FIB sea difícil y lenta.

Las herramientas avanzadas de microscopía pueden ayudar

ZEISS ofrece varias soluciones que pueden ayudar a mejorar la caracterización de los materiales nucleares, allanando el camino para un futuro más verde. LaserFIB, un FIB-SEM de ZEISS, combinado con un láser, permite a los científicos preparar las muestras de forma rápida y con un alto rendimiento para la captura de imágenes de alta resolución. También es posible el análisis correlativo con microscopía de rayos X.

El siguiente paso

Descubra más información sobre las herramientas de análisis de ZEISS para materiales nucleares.

Imágenes de aplicación

Micropilar de grafito de grado nuclear IG-110 preparado para la microscopía de rayos X a nanoescala en Xradia Ultra usando la ablación láser en LaserFIB. Tiempo de fresado total de 13 minutos.
Renderizado en 3D de regiones de granos densos segmentados y poros intergranulares en grafito nuclear IG-110, imagen captada con el microscopio de rayos X Xradia Versa. La red de poros intergranular se muestra en el modelo de pelotas y palos de la derecha, donde las pelotas representan el tamaño de poro y los palos representan las conexiones entre los poros.
Superficie preparada con láser de lámina de aleación 600 con mapa EBSD superpuesto, obtenido en la superficie de corte láser. Muestra preparada y examinada en LaserFIB Crossbeam.
Imágenes de cortes virtuales de microscopía de rayos X de una partícula de combustible TRISO suplente durante la compresión in situ en Xradia Versa con célula de carga Deben CT-5kN in situ. Las grietas de la partícula (izquierda) se inician en la parte superior e inferior de la partícula. Se produce una rotura frágil (derecha) de las capas de revestimiento.