Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса в США впервые в реальном времени наблюдали начальную стадию реакции водорода с металлическим ураном, которая играет важную роль для ядерной энергетики, хранения водорода и перспективных термоядерных технологий.
При взаимодействии водорода с ураном образуется гидрид урана — химически активное соединение, которое увеличивается в объеме и постепенно разрушает поверхность металла. Этот процесс сокращает срок службы материалов и создает дополнительные риски при их эксплуатации и хранении.
Для наблюдения за реакцией ученые использовали метод интерферометрии в белом свете, который позволяет многократно сканировать поверхность материала без повреждения образца и фиксировать происходящие изменения с высокой точностью. Исследователи установили, что гидрид урана сначала образует на поверхности металла небольшие вздутия. По мере роста внутреннего давления эти структуры разрушаются и выбрасывают наружу частицы гидрида, после чего реакция ускоряется.
Авторы работы также обнаружили, что первые очаги коррозии возникают не там, где ожидалось, а сами образования распространяются преимущественно вдоль поверхности металла, а не в его глубину. Полученные данные помогут создать более точные модели разрушения урана и других металлов под воздействием водорода, что важно для разработки новых энергетических технологий и систем хранения материалов.
