ஒரு இணைவு உலை என்பது சூரியனில் நிகழும் அதே செயல்முறைகளைக் கொண்ட ஒரு காந்த பாட்டில் ஆகும். டியூட்டீரியம் மற்றும் டிரிடியம் எரிபொருள்கள் ஒன்றிணைந்து ஹீலியம் அயனிகள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் வெப்பத்தின் நீராவியை உருவாக்குகின்றன. பிளாஸ்மா எனப்படும் இந்த சூடான, அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட வாயு எரியும்போது, ​​அந்த வெப்பம் தண்ணீருக்கு மாற்றப்பட்டு நீராவியை உருவாக்கி மின்சாரம் தயாரிக்கும் விசையாழிகளை மாற்றுகிறது. சூப்பர் ஹீட் செய்யப்பட்ட பிளாஸ்மா அணு உலை சுவர் மற்றும் திசைமாற்றிக்கு ஒரு நிலையான அச்சுறுத்தலை ஏற்படுத்துகிறது (இது பிளாஸ்மாவை எரியும் அளவுக்கு வெப்பமாக வைத்திருக்க செயல்படும் அணு உலையில் இருந்து கழிவுகளை நீக்குகிறது).

எரிசக்தி துறையின் ஓக் ரிட்ஜ் தேசிய ஆய்வகத்தின் பொருள் விஞ்ஞானி சாட் பாரிஷ் கூறுகையில், "சீரழிவு வழிமுறைகளை நன்கு புரிந்துகொள்ளும் நோக்கத்துடன் பிளாஸ்மா எதிர்கொள்ளும் பொருட்களின் அடிப்படை நடத்தையை நாங்கள் தீர்மானிக்க முயற்சிக்கிறோம். அவர் பத்திரிகையில் ஒரு ஆய்வின் மூத்த எழுத்தாளர்அறிவியல் அறிக்கைகள்உலை தொடர்பான நிலைமைகளின் கீழ் டங்ஸ்டனின் சிதைவை ஆராய்ந்தது.

டங்ஸ்டன் அனைத்து உலோகங்களிலும் அதிக உருகும் புள்ளியைக் கொண்டிருப்பதால், பிளாஸ்மாவை எதிர்கொள்ளும் பொருட்களுக்கு இது ஒரு வேட்பாளர். எவ்வாறாயினும், அதன் உடையக்கூடிய தன்மையின் காரணமாக, ஒரு வணிக மின் நிலையம் ஒரு டங்ஸ்டன் கலவை அல்லது கலவையால் ஆனது. பொருட்படுத்தாமல், ஆற்றல்மிக்க அணு குண்டுவீச்சு டங்ஸ்டனை நுண்ணோக்கியில் எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பதைப் பற்றி அறிந்துகொள்வது அணுசக்தி பொருட்களை மேம்படுத்த பொறியியலாளர்களுக்கு உதவுகிறது.

"ஒரு இணைவு மின்நிலையத்தின் உள்ளே பொறியாளர்கள் இதுவரை பொருட்களை வடிவமைக்கக் கேட்கப்பட்ட மிகக் கொடூரமான சூழல்" என்று பாரிஷ் கூறினார். "இது ஜெட் இன்ஜினின் உட்புறத்தை விட மோசமானது."

இத்தகைய கடுமையான இயக்க நிலைமைகளுக்கு பொருந்தக்கூடிய பொருட்களை உருவாக்க பிளாஸ்மா மற்றும் இயந்திர கூறுகளின் தொடர்புகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு செய்கின்றனர். மின் உற்பத்தி நிலையங்களின் கட்டுமானம் மற்றும் இயக்கச் செலவுகளில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடிய தற்போதைய மற்றும் புதிய அணுசக்தி தொழில்நுட்பங்களில் பொருட்களின் நம்பகத்தன்மை ஒரு முக்கிய பிரச்சினையாகும். எனவே நீண்ட ஆயுட்காலச் சுழற்சியில் கடினத்தன்மைக்கான பொருட்களைப் பொறிப்பது மிகவும் முக்கியமானது.

தற்போதைய ஆய்வுக்காக, சான் டியாகோவின் கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள், சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ் ஒரு இணைவு உலையைப் பிரதிபலிக்கும் வகையில் குறைந்த ஆற்றலில் ஹீலியம் பிளாஸ்மாவுடன் டங்ஸ்டனை குண்டுவீசினர். இதற்கிடையில், ORNL இன் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மல்டிசார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயன் ஆராய்ச்சி வசதியைப் பயன்படுத்தி, அதிக ஆற்றல் கொண்ட ஹீலியம் அயனிகளைக் கொண்டு டங்ஸ்டனைத் தாக்குவதற்குப் பயன்படுத்தினர், இது பிளாஸ்மா சீர்குலைவு போன்ற அசாதாரணமான பெரிய அளவிலான ஆற்றலை டெபாசிட் செய்யலாம்.

டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி, ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி, ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி மற்றும் எலக்ட்ரான் நானோகிரிஸ்டலோகிராபி ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி, விஞ்ஞானிகள் டங்ஸ்டன் படிகத்தில் குமிழ்களின் பரிணாம வளர்ச்சியையும், குறைந்த மற்றும் உயர் ஆற்றல் நிலைமைகளின் கீழ் "டெண்ட்ரில்ஸ்" எனப்படும் கட்டமைப்புகளின் வளர்ச்சியையும் வகைப்படுத்தினர். வெவ்வேறு நிலைமைகளின் கீழ் வளர்ச்சி வழிமுறைகளை ஊகிக்க, ஒரு மேம்பட்ட எலக்ட்ரான் படிகவியல் நுட்பமான, ப்ரீசெஷன் எலக்ட்ரான் டிஃப்ராக்ஷனுக்காக அவர்கள் மாதிரிகளை AppFive என்ற நிறுவனத்திற்கு அனுப்பினர்.

ஒரு சில ஆண்டுகளாக, டங்ஸ்டன் பிளாஸ்மாவுக்கு பதிலளிப்பதாக, ஒரு மீட்டர் அல்லது நானோமீட்டர்களில் ஒரு சிறிய புல்வெளியில் படிகப் போக்குகளை உருவாக்குகிறது என்பதை விஞ்ஞானிகள் அறிந்திருக்கிறார்கள். தற்போதைய ஆய்வில் குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட குண்டுவீச்சினால் உருவாக்கப்பட்ட டெண்டிரில்கள், அதிக ஆற்றல் தாக்குதலால் உருவாக்கப்பட்டதை விட மெதுவாக வளரும், நுணுக்கமான மற்றும் மென்மையானது-அடர்த்தியான கம்பளத்தை உருவாக்குகிறது.

உலோகங்களில், அணுக்கள் அவற்றுக்கிடையே வரையறுக்கப்பட்ட இடைவெளிகளுடன் ஒரு ஒழுங்கான கட்டமைப்பு ஏற்பாட்டைக் கருதுகின்றன. ஒரு அணு இடம்பெயர்ந்தால், ஒரு வெற்று தளம் அல்லது "காலி" இருக்கும். ஒரு பில்லியர்ட் பந்து போன்ற கதிர்வீச்சு அதன் தளத்தில் ஒரு அணுவைத் தட்டி ஒரு காலி இடத்தை விட்டுவிட்டால், அந்த அணு எங்காவது செல்ல வேண்டும். இது படிகத்தில் உள்ள மற்ற அணுக்களுக்கு இடையில் தன்னைத்தானே நெருக்கி, ஒரு இடைநிலையாக மாறுகிறது.

இயல்பான இணைவு-உலை செயல்பாடு திசைமாற்றியை மிகக் குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட ஹீலியம் அணுக்களின் உயர் பாய்ச்சலுக்கு வெளிப்படுத்துகிறது. "ஒரு ஹீலியம் அயனியானது பில்லியர்ட் பந்து மோதலைச் செய்யும் அளவுக்கு கடினமாகத் தாக்கவில்லை, எனவே அது குமிழிகள் அல்லது பிற குறைபாடுகளை உருவாக்கத் தொடங்குவதற்கு லட்டுக்குள் பதுங்கிச் செல்ல வேண்டும்" என்று பாரிஷ் விளக்கினார்.

UT-ORNL ஆளுநரின் தலைவரான பிரையன் விர்த் போன்ற கோட்பாட்டாளர்கள், இந்த அமைப்பை மாதிரியாகக் கொண்டு, குமிழ்கள் உருவாகும்போது லேட்டிஸிலிருந்து இடம்பெயர்ந்த பொருள் டெண்டிரில்களின் கட்டுமானத் தொகுதிகளாக மாறும் என்று நம்புகிறார்கள். ஹீலியம் அணுக்கள் லேட்டிஸைச் சுற்றி தோராயமாக அலைகின்றன, பாரிஷ் கூறினார். அவை மற்ற ஹீலியங்களில் மோதி படைகளில் இணைகின்றன. இறுதியில் கொத்து ஒரு டங்ஸ்டன் அணுவை அதன் தளத்தில் இருந்து தட்டும் அளவுக்கு பெரியது.

"ஒவ்வொரு முறையும் குமிழி வளரும் போது அது இன்னும் இரண்டு டங்ஸ்டன் அணுக்களை அவற்றின் தளங்களில் இருந்து தள்ளுகிறது, மேலும் அவை எங்காவது செல்ல வேண்டும். அவர்கள் மேற்பரப்பில் ஈர்க்கப்படுவார்கள், "பாரிஷ் கூறினார். "இது, இந்த நானோஃபுஸ் உருவாகும் வழிமுறை என்று நாங்கள் நம்புகிறோம்."

கணக்கீட்டு விஞ்ஞானிகள் சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்களில் பொருட்களை அவற்றின் அணு மட்டத்தில் அல்லது நானோமீட்டர் அளவு மற்றும் நானோ வினாடி நேர அளவீடுகளில் ஆய்வு செய்ய உருவகப்படுத்துதல்களை இயக்குகின்றனர். பிளாஸ்மாவின் நீண்ட வெளிப்பாட்டிற்குப் பிறகு, சென்டிமீட்டர் நீளம் மற்றும் மணிநேர நேர அளவீடுகளில், பொருட்கள் எவ்வாறு உடையக்கூடியவை, விரிசல் ஏற்படுகின்றன மற்றும் இல்லையெனில் செயல்படுகின்றன என்பதை பொறியாளர்கள் ஆராய்கின்றனர். "ஆனால் இடையில் சிறிய அறிவியல் இருந்தது," பாரிஷ் கூறினார், அதன் பரிசோதனையானது பொருள் சிதைவின் முதல் அறிகுறிகளையும் நானோடெண்ட்ரில் வளர்ச்சியின் ஆரம்ப நிலைகளையும் ஆய்வு செய்ய இந்த அறிவு இடைவெளியை நிரப்பியது.

எனவே ஃபஸ் நல்லதா கெட்டதா? "Fuzz ஆனது தீங்கு விளைவிக்கும் மற்றும் நன்மை பயக்கும் பண்புகளைக் கொண்டிருக்க வாய்ப்புள்ளது, ஆனால் அதைப் பற்றி மேலும் அறியும் வரை, நல்லதை வலியுறுத்தும் அதே வேளையில் கெட்டதை அகற்ற முயற்சிக்கும் பொருட்களை எங்களால் வடிவமைக்க முடியாது" என்று பாரிஷ் கூறினார். கூடுதலாக, தெளிவற்ற டங்ஸ்டன் வெப்பச் சுமைகளை எடுத்துக் கொள்ளலாம். மைனஸ் பக்கத்தில், நானோடெண்ட்ரில்ஸ் உடைந்து, பிளாஸ்மாவை குளிர்விக்கக்கூடிய தூசியை உருவாக்குகிறது. விஞ்ஞானிகளின் அடுத்த குறிக்கோள், பொருள் எவ்வாறு உருவாகிறது மற்றும் மேற்பரப்பில் இருந்து நானோடெண்ட்ரில்களை உடைப்பது எவ்வளவு எளிது என்பதைக் கற்றுக்கொள்வது.

ORNL கூட்டாளர்கள் டங்ஸ்டன் நடத்தையை விளக்கும் சமீபத்திய ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி சோதனைகளை வெளியிட்டனர். எந்தவொரு விருப்பமான நோக்குநிலையிலும் டெண்ட்ரில் வளர்ச்சி தொடரவில்லை என்று ஒரு ஆய்வு காட்டுகிறது. மற்றொரு விசாரணையில், பிளாஸ்மாவை எதிர்கொள்ளும் டங்ஸ்டனின் ஹீலியம் அணுப் பாய்ச்சலின் பிரதிபலிப்பு நானோஃபுஸ்ஸிலிருந்து (குறைந்த பாய்ச்சலில்) இருந்து நானோஃபுஸ் பிளஸ் குமிழிகளாக (அதிக பாய்ச்சலில்) உருவானது.

தற்போதைய தாளின் தலைப்பு "ஹீலியம் வெளிப்பாட்டின் கீழ் வளர்க்கப்படும் டங்ஸ்டன் நானோடெண்ட்ரில்களின் உருவவியல்."