Η θερμοπυρηνική σύντηξη προσφέρει τη δυνατότητα για ασφαλή, άφθονη, καθαρή και βιώσιμη πηγή ενέργειας με τη χρήση μικρών ποσοτήτων καυσίμου (ισοτόπων του υδρογόνου). Οι υψηλές τιμές της θερμοκρασίας αλλά και οι υψηλές ροές νετρονίων και άλλων σωματιδίων υψηλής ενέργειας που επικρατούν κατά την λειτουργία μιας διάταξης μαγνητικής συγκράτησης του πλάσματος (Tokamak) καθιστούν απαραίτητη την χρήση υλικών που είναι ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες και στην ακτινοβολία. Το βολφράμιο (W) είναι υποψήφιο υλικό για τα εσωτερικά τοιχώματα των αντιδραστήρων σύντηξης, λόγω του υψηλού σημείου τήξης, της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, της χαμηλής συγκράτησης τριτίου και της ανθεκτικότητας σε θερμικές καταπονήσεις. Ωστόσο, το βολφράμιο πάσχει από ψαθυρή συμπεριφορά σε χαμηλές θερμοκρασίες, λόγω της σχετικά υψηλής θερμοκρασίας μετάβασης από την ολκιμότητα στην ψαθυρότητα (DBTT) που κυμαίνεται μεταξύ 400 και 700 Κ, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα την περιορισμένη χρηστικότητά του.
Αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής του Βασίλη Χατζίκου είναι η μελέτη των προϊόντων μεταστοιχείωσης του βολφραμίου καθώς και των ατελειών ανοιχτού όγκου που δημιουργούνται σε αυτό συναρτήσει της θερμοκρασίας ακτινοβόλησης, της δόσης ακτινοβολίας των νετρονίων αλλά και της μικροδομής του βολφραμίου. Για την επίτευξη της έρευνας αυτής χρησιμοποιούνται οι τεχνικές της γ-φασματοσκοπίας και της φασματοσκοπίας εξαΰλωσης ποζιτρονίων.
Τρεις τύποι βολφραμίου είναι υπό μελέτη α) μονοκρυσταλλικό βολφράμιο W(100), β) έντονα παραμορφωμένο φύλλο βολφραμίου με ψυχρή έλαση και γ) διπλά σφυρηλατημένο βολφράμιο σε μορφή τετράγωνης ράβδου (ITER grade). Τα υλικά αυτά έχουν ακτινοβοληθεί στον ερευνητικό αντιδραστήρα BR2 στο Βέλγιο, σε τέσσερεις θερμοκρασίες (600, 800, 900 και 1200 °C) και σε δόσεις ακτινοβόλησης που αντιστοιχούν σε 0.1, 0.18, 0.5 και 0.75 displacements per atom (dpa).
Τα πειραματικά αποτελέσματα των μετρήσεων γ-φασματοσκοπίας σε δείγματα του βολφραμίου οδηγούν στην ταυτοποίηση αλλά και τον προσδιορισμό των ραδιενεργών ισοτόπων του Βολφραμίου, του Ρηνίου και του Τανταλίου σε συνάρτηση με τη δόση ακτινοβόλησης νετρονίων. Μέσω της σύγκρισης των πειραματικών τιμών με θεωρητικούς υπολογισμούς, χρησιμοποιώντας τον κώδικα μεταφοράς νετρονίων MCNP και των κώδικα προσομοίωσης παραγωγής ραδιοϊσοτόπων FISPACT-II, επιτυγχάνεται η ποσοτικοποίηση των προϊόντων μεταστοιχείωσης στο ακτινοβολημένο βολφράμιο.
Με την τεχνική της φασματοσκοπίας εξαΰλωσης ποζιτρονίων (Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy – PALS) προσδιορίζονται η εξέλιξη του τύπου των ατελειών ανοιχτού όγκου (κενοπλεγματικά, εξαρθρώσεις και συμπλέγματα αυτών) καθώς και οι σχετικές τους συγκεντρώσεις συναρτήσει της θερμοκρασίας ακτινοβόλησης και της δόσης. Επιπλέον, η εξέλιξη των ατελειών ανοιχτού όγκου θα συσχετιστεί με τα προϊόντα μεταστοιχείωσης.
