Η Ρωσία έχει εφεύρει ένα κράμα που μπορεί να αντέξει την ενέργεια ενός θερμοπυρηνικού αντιδραστήρα

Επιστήμονες από το National Nuclear Research University MEPhI πρότειναν μια νέα μέθοδο σύνδεσης

υλικά που θα αποτελούν τα τοιχώματα του Θερμοπυρηνικού Αντιδραστήρα Επίδειξης (DEMO). Το υλικό τιτανίου, ζιρκονίου και βηρυλλίου αντέχει σε σκληρές συνθήκες λειτουργίας.

Επί του παρόντος υπό κατασκευή στη Γαλλίαδιεθνής πειραματικός θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας ITER, το επόμενο στάδιο στον δρόμο προς τη βιομηχανική χρήση της ενέργειας πυρηνικής σύντηξης θα είναι η δημιουργία εθνικών αντιδραστήρων νέας γενιάς. Ένα από αυτά θα είναι το DEMO, το οποίο σχεδιάζεται να κατασκευαστεί στη Ρωσία. Σε αντίθεση με το ITER, τα νέα εργοστάσια θα λειτουργούν με περισσότερη ισχύ, πράγμα που σημαίνει ότι θα χρειάζονται ισχυρή προστασία.

Защитное покрытие в ИТЭР сделано из χάλκινο χρώμιο-ζιρκόνιο, στο DEMO το φορτίο θα είναι πολύ μεγαλύτερο από 2 MW / m2, επομένως οι επιστήμονες προτείνουν τη χρήση ανθεκτικού στη θερμότητα χάλυβα EK-181. Αλλά το κύριο πρόβλημα είναι να συνδυαστούν στοιχεία από χάλυβα και βολφράμιο στο εσωτερικό τοίχωμα και τον εκτροπέα του μελλοντικού αντιδραστήρα.

Έργο του συγκροτήματος αντιδραστήρων DEMO. Εικόνα: NRNU MEPhI

Ερευνητές από το MEPhI έχουν δείξει ότι η χρήση τουσυγκόλληση TiZr4Be με ενδιάμεσο στρώμα τανταλίου ικανοποιεί τις συνθήκες του μελλοντικού αντιδραστήρα. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, οι φυσικοί εξέθεσαν δείγματα χάλυβα και βολφραμίου, σε συνδυασμό με μια νέα συγκόλληση, σε αέριο δευτερίου και εκκένωση πλάσματος (T = 600 ° C). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μετά από ακτινοβολία πλάσματος και έκθεση σε αέριο σε πίεση 1 Pa, παρατηρήθηκε αποδεκτή συγκέντρωση δευτερίου, η οποία αντιστοιχεί στις συνθήκες λειτουργίας μελλοντικών θερμοπυρηνικών συσκευών.

Το καύσιμο του αντιδραστήρα σύντηξης είναι ένα μείγμαισότοπα υδρογόνου, δευτερίου και τριτίου. Σε αυτή την περίπτωση, ραδιενεργά ισότοπα μπορούν να συσσωρευτούν στα υλικά του τοίχου. Εκτός από τη συσσώρευση ραδιενεργού τριτίου, από την άποψη της ασφάλειας, υπάρχει και το πρόβλημα της επίδρασης του υδρογόνου στα τοιχώματα, που με την πάροδο του χρόνου κάνει το υλικό πιο εύθραυστο.

Κάναμε το πρώτο βήμα:δημιούργησε ένα μοντέλο του στοιχείου του πρώτου τοιχώματος ενός θερμοπυρηνικού αντιδραστήρα και ενός εκτροπέα και το δοκίμασε σε τρόπους λειτουργίας κοντά σε αυτούς που αναμένονταν στις θερμοπυρηνικές εγκαταστάσεις. Η ένωση είναι σταθερή υπό ορισμένες συνθήκες - έχουμε εντοπίσει τους περιορισμούς της στη θερμοκρασία και την πίεση του περιβάλλοντος αερίου. Επομένως, είναι απαραίτητο είτε να συνεχιστεί η αναζήτηση κατάλληλων υλικών, είτε να διασφαλιστούν αποδεκτές συνθήκες λειτουργίας.

Yuri Gasparyan, Αναπληρωτής Καθηγητής, Ινστιτούτο Τεχνολογιών Λέιζερ και Πλάσματος, Εθνικό Ερευνητικό Πυρηνικό Πανεπιστήμιο MEPhI

Διαβάστε περισσότερα:

Ο «Τζέιμς Γουέμπ» έστειλε μια φωτογραφία από τη σύγκρουση δύο τεράστιων γαλαξιών

Τα «άχρηστα» βακτήρια στη Γη θα προσφέρουν ζωή στους αποίκους του Άρη

Στην πυραμίδα στην Κίνα βρέθηκε ένα πορτρέτο του «βασιλιά των προγόνων». Κυβέρνησε πάνω από 4.000 χρόνια πριν