Introduzione

Nuova tecnica in grado di eseguire prove di stress su materiali impiegati in condizioni sperimentali estreme di temperatura e pressione (ad esempio reattori nucleari, strutture ICF-MCF, ecc.). La tecnologia si basa sull’uso di particelle (ad esempio protoni, neutroni, elettroni, raggi X e raggi Gamma) accelerate utilizzando laser ad alta potenza.

Caratteristiche Tecniche

I metodi per le prove di stress attualmente disponibili forniscono informazioni parziali sulle modifiche delle proprietà dei materiali, richiedono tempi di esposizione lunghi, complessi modelli computazionali e non riescono a riprodurre ambienti operativi reali. Le prove sperimentali condotte dimostrano che l’accelerazione di particelle (protoni)  ottenuta mediante irradiazione di un bersaglio solido utilizzando un laser ultra-intenso (I>10^18 W/cm^2) a impulso corto (durata<1 ps) può essere utilizzata per effettuare prove da sforzo su materiali ed è particolarmente adatta per identificare quelli da utilizzare in condizioni estreme. I protoni generati dal laser possono produrre, in una scala temporale molto breve, un forte danno meccanico e termico rispetto a quello indotto in mesi di esposizione dallo stress subito dai materiali in condizioni di pressioni e temperature elevate. Tale risultato è confermato dai cambiamenti nelle proprietà meccaniche, ottiche, elettriche e morfologiche di cinque materiali.

Possibili Applicazioni

• In molti settori caratterizzati dall’esposizione ad alta energia in cui i materiali sono soggetti a stress intensi: aerospaziale, centrali nucleari, attrezzature di ricerca specifiche, ecc.

Vantaggi

• Molto più veloce ed efficiente dei classici metodi di stress test, dal momento che può simulare in pochi ms lo stress indotto da diversi mesi di esposizione a condizioni estreme;
• Più compatto e più accessibile, poiché il metodo può essere eseguito utilizzando un laser da tavolo ad alta potenza;
• Più versatile, poiché consente prove di stress in varie condizioni.