Energimaterial

Material för vätelagring

Vi studerar hydrider som kan erbjuda höga lastkapaciteter och reversibla vätgaslagringslösningar.

När väte införs i olika metaller bildas hydrider, en egenskap som kan utnyttjas för vätelagring. Vid Tandemlaboratoriet studerar vi hydrider i olika övergångsmetalllegeringar och system med reducerad dimensionalitet som kan ge hög laddningskapacitet och reversibla lösningar för vätelagring. Jonstråleanalysmetoder kan användas för att väldigt noggrant bestämma den kemiska sammansättningen av dessa legeringar och för att kvantifiera och djupprofilera väte. Det är till och med möjligt att få information om vätets läge och de förändringar som induceras i värdmaterialets gitter.

Material för fusionstillämpningar

Vi undersöker material som kan hantera plasma i framtida fusionsreaktorer.

I framtida fusionsreaktorer kommer de material som används för väggar och andra delar att utsättas för extrema förhållanden från fusionsplasman. Vid Tandemlaboratoriet kan vi utföra in-situ- och realtidsstudier i laboratorieskala för att undersöka tillverkning och modifieringen av dessa komponenter under förhållanden liknande plasman. Vi analyserar också prover som tagits bort från tokamaker efter experimentella kampanjer för att uppskatta retention av bränsleatomer och materialmodifiering orsakad av reaktordrift. Vår grundläggande forskning om växelverkan mellan joner och fasta material ger relevanta data för simuleringar av fusionsmiljöer och förbättrar ytterligare vår kapacitet inom jonstråleanalys.

Material för fissionstillämpningar

Vi studerar materialegenskaper för nuvarande kärnbränslen och för möjliga framtida kärnbränslen och reaktorkomponenter.

Utvecklingen av olycksresistenta bränslen och material för reaktorkärnan är en avgörande del av att fortsätta förbättra säkerheten hos kärnkraftreaktorer och säkerställa uppskalningen av koldioxidfri elproduktion under de kommande decennierna.

Vid Tandemlaboratoriet studerar vi säkerhetsrelevanta egenskaper hos nuvarande kärnbränsletyper samt kandidattyper av generation-4-bränsle. Vi undersöker också material med förbättrade säkerhetsegenskaper för användning i reaktorkomponenter i kärnan, som bränslebeklädnad.

Vår breda infrastruktur vad gäller jonstråleanalys och materialmodifiering baserad på jonstråle ger oss unika möjligheter. Vi kan säkert och kostnadseffektivt studera effekterna av hög strålning på materialens bulk- och mikrostrukturella egenskaper. Vi har möjlighet att införa specifika och representativa fissionsprodukter i material utan behov av neutronbestrålning, och vi kan studera diffusionen av flyktiga ämnen i material under kontrollerade förhållanden.

Fotokroma material

Vi studerar hur materialsammansättning påverkar egenskaperna hos fotokroma material.

Den tunna filmen i bilden till höger mörknar när den är utsatt för ljus och blir transparent igen när ljuset släcks. Fotokroma material som detta ändrar sina optiska egenskaper som en reaktion på elektromagnetisk strålning, och har därför potential att användas som smarta fönster eller sensorer. Vid Tandemlaboratoriet studerar vi de fotokroma egenskaperna hos olika hydrider av sällsynta jordartsmetaller. Vi kan tillverka fotokroma filmer i laboratoriet och till och med ändra deras egenskaper genom modifieringar med hjälp av jonstrålar. Vår kapacitet inom (in-situ) jonstråleanalys tillåter oss att undersöka hur den kemiska sammansättningen påverkar den fotokroma effekten under olika förhållanden. Studier av optisk transmission samt pump-probe-experiment kan utföras vid vår OSFOLD-uppställning.

Publikationer i urval