根據密歇根大學的研究團隊，離子束現在可以以比傳統測試反應堆快多達 1,000 倍的速度來驗證核反應堆材料。這種方法將通常需要十多年進行中子輻射的過程壓縮至僅幾天的實驗室加速器內完成。這種稱為「核心組件下的離子輻射驗證」（Qualification under Ion irradiation of Core Components，簡稱 QUICC）的方法正在 ASTM International 的批准階段中推進，並將於三月份在電力研究所舉辦的特別活動中介紹。
隨著先進的裂變和提議中的聚變反應堆，核心材料將面臨現有測試反應堆難以在實際時間內重現的輻射水平。某些組件必須承受高達 200 dpa 的原子位移，這是一種衡量材料內部原子位置被擊出頻率的指標。在測試反應堆中達到這樣的損傷水平需要數年時間。然而，研究人員表示，利用離子束可以在幾天內提供等效的損傷，並且成本僅為傳統方法的千分之一。
35 年來的核心問題是離子輻射是否真的能重現反應堆核心內中子轟擊所造成的複雜損害。根據 QUICC 團隊的說法，答案是肯定的。QUICC 方法應用於兩種非常不同的合金，展示了材料在離子輻射下的關鍵變化與反應堆輻射下的變化相似。密歇根大學核工程與放射科學榮譽教授 Gary Was 表示，這一重要性在於，離子輻射可以以比測試反應堆快 1,000 倍的速度預測材料在反應堆中的行為，且成本僅為千分之一。
在傳統的中子測試中，材料被放入運行中的反應堆中並暴露多年，而離子輻射則使用粒子加速器以控制的束流轟擊樣本。大部分的原子位移是利用重離子生成的，通常與合金中的主要金屬相匹配，以避免改變其化學性質。為了模擬裂變反應堆內的氦氣生成，團隊還添加了氦離子束。他們還開發了一個目標艙，在輻射過程中將樣本浸沒在高溫、高壓的水中，以模擬反應堆核心的條件。
對於聚變環境，設置變得更加複雜。除了重離子和氦氣外，氫離子也同時引入。這種三束配置重現了未來聚變反應堆組件中預期的輻射損傷和氣體積累。dpa 的指標捕捉了金屬內部的累積破壞，隨著原子不斷被擊出，材料的脆性會增加，形成空腔、膨脹以及發展氦氣泡，這些都會削弱結構的完整性。能夠快速達到這樣的損傷閾值，使合金設計和驗證的迭代速度更快。
這項工作得到了美國能源部、電力研究所、橡樹嶺國家實驗室、法馬通（Framatome）和羅爾斯·羅伊斯（Rolls-Royce）的支持。核心研究團隊包括來自密歇根大學、賓夕法尼亞州立大學、橡樹嶺國家實驗室和田納西大學的科學家。通過推進 ASTM 標準化，QUICC 有可能將材料驗證從長達十年的反應堆活動轉變為基於實驗室的離子測試。這一變化可能加速對依賴耐用核心組件的先進核能和聚變系統的部署時間表。
