รูปแบบการเสียหายของวัสดุ : การเสียหายจากการแผ่รังสี (Radiation Damage)

สิ่งแวดล้อมที่เป็นอวกาศนับว่าเป็นอันตรายอย่างยิ่งกับวัสดุ เนื่องจากภายในอวกาศมีรังสีมากมายหลายชนิดหรือเรียกได้ว่าเป็นสภาวะที่รุนแรงจนสามารถทำให้วัสดุหรือสมบัติของวัสดุเกิดการเสื่อมสภาพในระยะเวลาที่รวดเร็วขึ้นกว่าปกติ การเสื่อมสภาพของวัสดุที่อยู่ในอวกาศนั้นส่วนมากจะเกิดจากชนิดของรังสีที่ต่างกัน ซึ่งการแผ่รังสีไม่มีขีดจำกัดในอวกาศ

การแผ่รังสีที่มีพลังงานสูง เช่น นิวตรอนที่เกิดขึ้นในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ สามารถทำให้วัสดุเสียหายได้เกือบทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นโลหะ เซรามิกส์ หรือแม้แต่โพลิเมอร์ โดยทั่วไปแล้วเมื่อวัสดุสัมผัสอยู่กับรังสีที่มีพลังงานสูง สมบัติของวัสดุจะเปลี่ยนแปลงโดยโครงสร้างภายในที่เกิดจากการดูดซับพลังงานที่เกิดขึ้นบนวัสดุ เมื่อวัสดุสัมผัสกับรังสีที่เกิดจากการแผ่ของนิวตรอนจากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ อะตอมในโลหะสามารถเคลื่อนที่จนทำให้เกิดจุดบกพร่องภายในวัสดุ จุดบกพร่องที่เกิดขึ้นนี้สามารถแพร่และรวมตัวกันเพื่อเป็นจุดเริ่มต้นของรอยร้าว หรือทำให้วัสดุมีสมบัติเปราะและไวต่อการเสียหายด้วยกลไกต่างๆ โดยส่วนหนึ่งของพลังงานที่เกิดขึ้นในโลหะจะถูกดูดกลืนและกลายเป็นความร้อน ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่า โลหะจะมีความต้านทานการเสียหายจากการแผ่รังสีได้ดีกว่าเซรามิกส์ โดยทั่วไปแล้ว ค่าความเหนียว ค่าการนำความร้อนและค่าการนำไฟฟ้าจะลดลงเมื่อวัสดุสัมผัสกับรังสี เซรามิกส์ที่ได้รับผลกระทบจากการแผ่รังสีนั้นจะขึ้นอยู่กับชนิดของพันธะที่เกิดขึ้นในวัสดุ (เช่น โควาเลนต์หรือ ไอออนิค) เซรามิกส์ที่มีพันธะแบบไอออนิคมักจะมีความเหนียว ค่าการนำความร้อน และสมบัติทางด้านแสงลดลง แต่การเสียหายที่เกิดขึ้นนั้นสามารถนำมาฟื้นฟูหรือปรับสภาพใหม่ได้โดยกระบวนการทางความร้อน ส่วนเซรามิกส์ที่มีพันธะแบบโควาเลนต์ก็จะมีลักษณะการเสียหายที่คล้ายกันแต่มักจะเป็นการเสียหายที่ถาวร คือฟื้นฟูได้ยาก

โพลิเมอร์จะไวต่อการแผ่รังสีแม้แต่ในรังสีที่มีพลังงานต่ำๆ เช่น รังสียูวี การเสียหายจากการแผ่รังสีของโพลิเมอร์มักจะปรากฏให้เห็นโดยการแตกร้าว ซึ่งเป็นรู้กันดีว่าโพลิเมอร์มักจะเกิดปัญหาการแตกร้าวเมื่อใช้งานในที่โล่งแจ้ง เนื่องจากสัมผัสกับรังสียูวีตลอดเวลา ดังนั้นการใช้วัสดุสำหรับป้องกันรังสียูวี ตัวดูดซับ และสารเพิ่มความเสถียรลงไปในโพลิเมอร์สำหรับชิ้นงานที่ใช้งานในที่โล่งแจ้ง สามารถเพิ่มความต้านทานการเสียหายจากการแผ่รังสีได้