В России изобрели сплав, который выдержит энергию термоядерного реактора

Друзья, с момента основания проекта прошло уже 20 лет и мы рады сообщать вам, что сайт, наконец, переехали на новую платформу.

Какое-то время продолжим трудится на общее благо по адресу https://n-n-n.ru.
На новой платформе мы уделили особое внимание удобству поиска материалов.
Особенно рекомендуем познакомиться с работой рубрикатора.

Спасибо, ждём вас на N-N-N.ru

Физики придумали, как защитить стенки термоядерного реактора от разрушения. Разработан припой, который соединяет вольфрам и сталь и выдерживает мощное облучение. Ученые из Национального ядерного исследовательского университета МИФИ предложили новый способ соединения материалов, из которых будут состоять стенки Демонстрационного термоядерного реактора (ДЕМО). Материал из титана, циркония и бериллия выдержит жесткие условия эксплуатации.

В настоящее время во Франции достраивается международный термоядерный экспериментальный реактор ИТЭР, следующим этапом на пути к промышленному использованию энергии ядерного синтеза станет создание национальных реакторов нового поколения. Одним из них станет ДЕМО, который планируют построить в России. В отличие от ИТЭР, новые установки будут работать с большей мощностью, а значит, им потребуется мощная защита.

Защитное покрытие в ИТЭР сделано из хромоциркониевой бронзы, в ДЕМО нагрузка будет гораздо больше свыше 2 МВт/м2, поэтому ученые предлагают использовать жаропрочную сталь ЭК-181. Но главная проблема связана с тем, чтобы объединить элементы из стали и вольфрама на внутренней стенке и дивертор будущего реактора.

splav1.pngПроект реакторного комплекса ДЕМО. Изображение: НИЯУ МИФИ

Исследователи из МИФИ показали, что использования припоя TiZr4Be с промежуточным слоем из тантала удовлетворяет условиям будущего реактора. В процессе экспериментов физики подвергли образцы из стали и вольфрама, объединенные новым припоем, воздействию газообразного дейтерия и плазменного разряда (T = 600 °C). Результаты показали, что после плазменного облучения и газовой выдержки при давлении 1 Па наблюдалась приемлемая концентрация дейтерия, что соответствует условиям эксплуатации будущих термоядерных устройств.

Топливо термоядерных реакторов — это смесь изотопов водорода, дейтерия и трития. При этом радиоактивные изотопы могут накапливаться в материалах стенки. Кроме накопления радиоактивного трития, с точки зрения безопасности, существует и проблема воздействия водорода на стенки, которое со временем делает материал более хрупким.

Мы сделали первый шаг: создали макет элемента первой стенки термоядерного реактора и дивертора и испытали его в режимах, приближенных к ожидаемым в термоядерных установках. Соединение устойчиво при определенных условиях — мы выявили его ограничения по температуре и давлению окружающего газа. Следовательно, надо либо продолжить поиски подходящих материалов, либо гарантировать допустимые условия эксплуатации, – Юрий Гаспарян, доцент Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.5 (4 votes)
Источник(и):

ХайТек