Un equipo de ingenieros de la Universidad de Surrey, en colaboración con UKAEA, el Laboratorio Nacional de Física y la empresa TESCAN, ha logrado mapear con gran precisión zonas críticas en un tipo de acero ampliamente considerado para futuras plantas de fusión nuclear.
El futuro de plantas de fusión nuclear y la tecnología PFIB-DIC
La técnica empleada está centrada en el análisis de los efectos de la tensión residual, en componentes soldados fabricados con acero P91, un material conocido por su resistencia al calor y su uso potencial en reactores de próxima generación.
[post_relacionado]Este estudio se basa en una metodología que integra haces de iones de plasma y técnicas de correlación digital de imágenes, conocida como PFIB-DIC. Esta permite observar deformaciones internas en soldaduras de apenas unas micras, inaccesibles con el uso de otras tecnologías.
Al identificar este avance, los investigadores demostraron cómo algunas zonas se endurecen por la tensión acumulada mientras otras se debilitan, afectando directamente la integridad estructural.
Por ejemplo, la temperatura operativa promedio de un reactor de fusión puede alcanzar los 550 °C, donde el acero P91 experimentó una reducción de más del 30 % en su resistencia mecánica. Esto plantea retos en el diseño de componentes soldados para diseños de alta exigencia. Tras identificar estas debilidades estructurales, permite anticipar fallos y mejorar el diseño de reactores de fusión seguros y eficientes.
La información obtenida alimentan algoritmos de simulación de elementos finitos y aprendizaje automático, lo que representa un avance para proyectos como el programa STEP del Reino Unido y la planta experimental DEMO de la UE.
La participación de TESCAN ha sido importante para lograr una microingeniería de alta precisión mediante sus sistemas FIB-SEM, herramientas que abren nuevas posibilidades en la inspección de componentes metálicos para entornos extremos. Esta colaboración con la Universidad de Surrey pone de manifiesto la importancia de la caracterización avanzada para el sector energético nuclear.
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Fuente y foto: University of Surrey