8月17日消息，SLAC国家加速器实验室研究团队利用其强大的电子相机MeV-UED（MeV超快电子衍射装置），捕捉了金属铜在超快激光加热下原子层面的熔化过程，为改进聚变反应堆材料建模提供了直接的实验数据。研究由Mo氏研究组开展，该组此前在计算机模拟和机器学习辅助下将钨 flagged 为聚变腔体候选材料，而主流模型 suggest 铜合金可作为聚变系统的“热沉”材料——通过吸收靠近聚变反应区材料的热量为系统降温。

以往测试聚变腔体候选材料常用“cook and look”方法：先用极端热流冲击样品，再检查烘过之后的残骸——无论铜是缓慢熔化还是突然塌缩，等研究者查看时样品只剩一滩金属残渍。为获得时间分辨的逐步视角，团队在MeV-UED上用激光轰击薄铜膜并发射电子束成像加热过程。

模拟此前预测：超快加热下铜样品约在1085摄氏度从表面开始熔化，随着温度升高边缘持续熔化，中心区域因压力更高更久保持晶格；当温度达到约1424摄氏度（约1.25倍熔化温度、铜的过热极限）时，剩余晶格应瞬时塌缩为完全无序的液体。

但实验观测恰恰相反：即便温度超过过热极限，铜仍呈现渐进式熔化。这一差异意味着现有材料模型对金属超快熔化的描述存在系统性偏差，修正后将为聚变堆热沉部件在极端瞬态热负荷下的寿命预测提供更可靠依据。 （来源：AZoM）