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La diffusion des neutrons n'est pas une activité de recherche « nucléaire ». Le laboratoire a besoin d'un réacteur nucléaire qui produit des neutrons. Mais les faisceaux de neutrons servent à explorer des matériaux de toute sorte. Cette recherche peut couvrir de nombreux domaines scientifiques : détermination de la résistance de composants aéronautiques, connaissance de la structure et du comportement d'une membrane cellulaire, ou étude du comportement magnétique d'un supraconducteur.
Voici quelques exemples des centaines de projets réalisés au réacteur NRU au cours des ans.
L'holographie neutronique est une technique de visualisation en trois dimensions des atomes dans des matériaux. Sa théorie a été proposée au milieu du siècle dernier. À Chalk River, les scientifiques ont réussi à effectuer la première expérience d'holographie neutronique en 2000. C'est une grande réalisation canadienne qui a attiré l'attention dans toute la communauté scientifique internationale. L'holographie neutronique a de nombreuses applications potentielles dans la recherche sur des matériaux biologiques, comme les protéines.
Le 28 janvier 1986, la navette spatiale Challenger a décollé du centre spatial Kennedy en Floride; s'était la 25e mission spatiale de navette de la NASA. Malheureusement, la navette a explosé 74 secondes après son lancement. Une pièce de l'enveloppe du propulseur auxiliaire récupérée a été envoyée au NRU du laboratoire du Centre national de recherches Canada pour analyse. La diffusion des neutrons a permis d'examiner les contraintes dans ce composant en acier. Le laboratoire du CNRC possède une réputation de classe mondiale en ce qui concerne cette application des neutrons. Cependant, il a été prouvé que ce composant n'était pas à l'origine de l'accident.
Une propriété intéressante du neutron est qu'il se comporte comme un très petit aimant. En conséquence, il interagit magnétiquement avec des matériaux. Cela rend le neutron un outil idéal pour étudier les phénomènes magnétiques comme la supraconductivité. La supraconductivité est une capacité qu'ont certains matériaux de conduire l'électricité sans résistance. Depuis plusieurs années, une petite équipe de scientifiques à Chalk River étudie la supraconductivité. Les expériences sont réalisées à des températures proches du zéro absolu et dans des champs magnétiques plusieurs centaines de milliers de fois plus puissants que celui de la terre. Une meilleure compréhension de la supraconductivité pourrait avoir un impact énorme dans le domaine de l'électronique.
Une difficulté à laquelle fait face l'industrie de l'énergie nucléaire est la dégradation de l'acier soudé utilisé pour construire la structure interne des réacteurs. Les conditions rigoureuses qui règnent dans le cur du réacteur affectent les soudures, de sorte que celles-ci peuvent s'affaiblir au bout d'une longue période. Une équipe de recherche de l'industrie du nucléaire a entrepris à Chalk River un projet utilisant la diffusion des neutrons pour étudier les soudures avant et après leur irradiation. Le réacteur NRU est actuellement le seul endroit au monde dont l'équipement permet d'entreprendre ces études. Ce projet a prouvé que les soudures conservaient leur résistance dans le temps : conclusion importante en termes de sécurité, de fourniture d'énergie et d'économie.
Le réacteur NRU est aussi utilisé chaque année par de nombreux étudiants effectuant leur doctorat ou poursuivant des études post-doctorales. Pour eux, la diffusion des neutrons fournit des connaissances faisant partie d'un projet de recherche plus large sur un matériau. Récemment, un étudiant a utilisé les spectromètres du réacteur NRU pour étudier la façon dont les protéines se fixent sur des surfaces artificielles. Son travail, qui a été récompensé, avait pour but d'empêcher les caillots de sang de se former sur les implants artificiels.
Le réacteur NRU n'est pas d'installation construite pour une expérience unique. Il s'agit d'un outil puissant et polyvalent qui sert quotidiennement à la recherche qui couvre des applications techniques pratiques depuis la formation universitaire jusqu'à la science pure d'avant-garde sous un même toit.