د فیوژن ریکټور په اصل کې یو مقناطیسي بوتل دی چې ورته پروسې لري چې په لمر کې پیښیږي.د Deuterium او tritium د سونګ مواد د هیلیم ایونونو، نیوټرونونو او تودوخې د بخار جوړولو لپاره فیوز کوي.لکه څنګه چې دا ګرم، ionized ګاز چې د پلازما په نوم یادیږي سوځوي، دا تودوخه اوبو ته لیږدول کیږي ترڅو بخار جوړ کړي ترڅو توربینونه بدل کړي چې بریښنا تولیدوي.سوپرهیټ شوی پلازما د ریکتور دیوال او ډیورټر ته دوامداره ګواښ رامینځته کوي (کوم چې د عملیاتي ریکټور څخه فضله لرې کوي ترڅو پلازما دومره تودوخه وساتي چې سوځیدلی شي).

"موږ هڅه کوو چې د پلازما سره مخ شوي موادو بنسټیز چلند وټاکو چې هدف یې د تخریب میکانیزمونو ښه پوهیدل دي نو موږ کولی شو قوي او نوي توکي انجینر کړو ،" د موادو ساینس پوه چاډ پاریش د انرژي د اوک ریج ملي لابراتوار څانګې وویل.هغه په ​​ژورنال کې د یوې مطالعې لوړ پوړی لیکوال دیساینسي راپورونهچې د ریکتور اړوند شرایطو لاندې د ټنګسټن تخریب وپلټئ.

ځکه چې ټنګسټن د ټولو فلزاتو ترټولو لوړ خټکي نقطه لري، دا د پلازما سره مخ شوي موادو لپاره نوماند دی.په هرصورت، د دې د خرابوالي له امله، د سوداګریز بریښنا فابریکه به ډیر احتمال د ټنګسټن الیاژ یا مرکب څخه جوړ وي.په هرصورت، د دې په اړه زده کړه چې څنګه انرژي لرونکي اټومي بمبارۍ په ټنګسټن مایکروسکوپیک ډول اغیزه کوي د انجنیرانو سره د اټومي موادو ښه کولو کې مرسته کوي.

پاریش وویل: "د فیوژن بریښنا فابریکې دننه ترټولو ظالمانه چاپیریال انجینرانو څخه غوښتل شوي چې د دې لپاره مواد ډیزاین کړي.""دا د جټ انجن د داخلي څخه بدتر دی."

څیړونکي د پلازما او ماشین اجزاو تعامل مطالعه کوي ترڅو داسې مواد رامینځته کړي چې د ورته سخت عملیاتي شرایطو لپاره د میچ څخه ډیر وي.د موادو اعتبار د اوسني او نوي اټومي ټیکنالوژیو سره یوه کلیدي مسله ده چې د بریښنا د فابریکو په جوړولو او عملیاتي لګښتونو کې د پام وړ اغیزه لري.نو دا د اوږد ژوند دوره کې د سختۍ لپاره د موادو انجینر کولو لپاره خورا مهم دی.

د اوسنۍ مطالعې لپاره، د کالیفورنیا په پوهنتون کې څیړونکو، سان ډیاګو، په ټیټه انرژي کې د هیلیم پلازما سره ټنګسټن بمبار کړ چې په نورمال شرایطو کې د فیوژن ریکټور نقل کوي.په ورته وخت کې، په ORNL کې څیړونکو د ملټي چارج شوي آیون څیړنې تاسیساتو څخه کار اخیستی ترڅو ټنګسټن باندې د لوړ انرژي هیلیم آئنونو سره برید وکړي چې نادر شرایط رامینځته کوي ، لکه د پلازما اختلال چې ممکن په غیر معمولي ډول لوی مقدار انرژي زیرمه کړي.

د ټرانسمیشن الیکترون مایکروسکوپي په کارولو سره ، د لیږد بریښنایی مایکروسکوپي سکین کول ، د الکترون مایکروسکوپي او الکترون نانوکریسټالګرافي سکین کول ، ساینس پوهانو په ټنګسټن کرسټال کې د بلبلونو تکامل او د ټیټ او لوړ انرژي شرایطو لاندې د "ټینډریل" په نوم جوړښتونو وده او وده مشخص کړه.دوی نمونې د Precession Electron diffraction لپاره د AppFive په نوم شرکت ته لیږلي، یو پرمختللی الکترون کریسټالوګرافي تخنیک، ترڅو په مختلفو شرایطو کې د ودې میکانیزمونه معلوم کړي.

د څو کلونو راهیسې ساینس پوهان پوهیدلي چې ټنګسټن د ملیارد مترو په پیمانه د کریسټالین تیندریلونو په جوړولو سره پلازما ته ځواب ورکوي ، یا نانومیټر - یو ډول کوچنی لان.اوسنۍ څیړنې وموندله چې د ټیټې انرژي بمبارۍ لخوا تولید شوي ټینډریلونه ورو وده کوي، ښه او نرم دي - د فز غالۍ جوړوي - د هغو په پرتله چې د لوړې انرژۍ برید لخوا رامینځته شوي.

په فلزاتو کې، اتومونه د دوی ترمنځ د ټاکل شوي ځایونو سره یو منظم جوړښتي ترتیب په غاړه لري.که یو اتوم بې ځایه شي، یو خالي سایټ، یا "خالي" پاتې کیږي.که وړانګې، لکه د بلیرډ بال په څیر، یو اټوم د خپل سایټ څخه وغورځوي او یو خالي ځای پریږدي، دا اتوم باید چیرته لاړ شي.دا ځان په کرسټال کې د نورو اتومونو تر منځ راښکته کوي، یو انټرسټیټیل کیږي.

د نورمال فیوژن ریکټور عملیات ډیورټر د خورا ټیټ انرژي هیلیم اتومونو لوړ جریان ته رسوي.پاریش څرګنده کړه: "هیلیم آیون دومره سخته نه وهي چې د بلیرډ بال ټکر وکړي، نو دا باید په جالی کې چپه شي ترڅو د بلبلونو یا نورو عیبونو په جوړولو پیل وکړي."

تیوریسټانو لکه براین ویرت، د UT-ORNL د والي رییس، سیسټم ماډل کړی او باور لري چې هغه مواد چې له جالی څخه بې ځایه کیږي کله چې بلبلونه د ټنډریلونو ساختماني بلاکونه کیږي.پاریش وویل، د هیلیم اتومونه په تصادفي ډول د جالیو شاوخوا ګرځي.دوی نورو هیلیومونو سره ټکر کوي او د ځواکونو سره یوځای کیږي.په نهایت کې کلستر دومره لوی دی چې د ټنګسټن اتوم له خپل سایټ څخه وغورځوي.

"هرکله چې بلبل وده کوي دا د دوی د سایټونو څخه یو څو نور ټنګسټن اتومونه اړوي، او دوی باید چیرته لاړ شي.دوی به سطحې ته متوجه شي ، "پاریش وویل."دا، موږ باور لرو، هغه میکانیزم دی چې له مخې یې دا نانوفوز جوړوي."

کمپیوټري ساینس پوهان په سوپر کمپیوټرونو کې سمولونه چلوي ترڅو د دوی په اټومي کچه مواد مطالعه کړي، یا د نانومیټر اندازه او د نانو ثانیه وخت پیمانه.انجنیران د سانتي مترو په اوږدوالي او د ساعت وخت په پیمانه د پلازما سره د اوږد تماس وروسته څنګه مواد ګنډل، درزونه او بل ډول چلند کوي."مګر په منځ کې لږ ساینس شتون درلود،" پاریش وویل، د هغه تجربې د پوهې دا تشه ډکه کړه چې د موادو د تخریب لومړنۍ نښې او د نانوټینډریل وده لومړني پړاوونه مطالعه کړي.

نو فز ښه یا بد دی؟پاریش وویل: "فز احتمال لري چې دواړه زیانمنونکي او ګټور ملکیتونه ولري، مګر تر هغه چې موږ د دې په اړه نور معلومات پوهیږو، موږ نشو کولی داسې مواد انجینر کړو چې د بدو د له منځه وړلو هڅه وکړي پداسې حال کې چې ښه په ګوته کوي."بل اړخ ته، فزي ټنګسټن ممکن د تودوخې بارونه واخلي چې بلک ټنګسټن ماتوي، او تخریب د بلک ټنګسټن په پرتله په فزي کې 10 ځله کم دی.په منفي اړخ کې، نانوټینډریل کولی شي مات شي، یو دوړې جوړوي چې کولی شي پلازما یخ کړي.د ساینس پوهانو راتلونکی هدف دا دی چې زده کړي چې مواد څنګه وده کوي او د سطحې څخه د نانوټینډریل ماتول څومره اسانه دي.

د ORNL شریکانو وروستي سکیننګ الکترون مایکروسکوپي تجربې خپرې کړې چې د ټنګسټن چلند روښانه کوي.یوې څیړنې ښودلې چې د تندر وده په کوم غوره توب کې پرمخ نه ځي.یوې بلې څیړنې څرګنده کړه چې د پلازما سره مخامخ ټنګسټن د هیلیم اتوم فلکس ته غبرګون یوازې د نانوفوز (په ټیټ فلکس کې) څخه نانوفوز پلس بلبلونو ته (په لوړ فلکس کې) وده کړې.

د اوسنۍ مقالې سرلیک دی "د ټنګسټن نانوټینډریل مورفولوژی د هیلیم افشا کیدو لاندې کرل شوي."