Naukowcy z Państwowego Uniwersytetu Badań Jądrowych MEPhI zaproponowali nową metodę łączenia
Obecnie w budowie we Francjimiędzynarodowy eksperymentalny reaktor termojądrowy ITER, kolejnym etapem na drodze do przemysłowego wykorzystania energii syntezy jądrowej będzie stworzenie krajowych reaktorów nowej generacji. Jednym z nich będzie DEMO, które ma powstać w Rosji. W przeciwieństwie do ITER, nowe elektrownie będą działać z większą mocą, co oznacza, że będą wymagały silnej ochrony.
Powłoka ochronna w ITER jest wykonana zbrąz chromowo-cyrkonowy, w DEMO obciążenie będzie znacznie większe niż 2 MW/m2, dlatego naukowcy sugerują zastosowanie stali żaroodpornej EK-181. Ale głównym problemem jest połączenie elementów stalowych i wolframowych na wewnętrznej ścianie i divertera przyszłego reaktora.
Projekt kompleksu reaktora DEMO. Zdjęcie: NRNU MEPhI
Naukowcy z MEPhI wykazali, że zastosowanielut TiZr4Be z warstwą pośrednią z tantalu spełnia warunki przyszłego reaktora. W trakcie eksperymentów fizycy poddawali próbki stali i wolframu, w połączeniu z nowym lutowiem, działaniu gazu deuterowego i wyładowania plazmowego (T=600°C). Wyniki wykazały, że po napromieniowaniu plazmą i ekspozycji na gaz pod ciśnieniem 1 Pa zaobserwowano dopuszczalne stężenie deuteru, co odpowiada warunkom pracy przyszłych urządzeń termojądrowych.
Paliwo do reaktora termojądrowego jest mieszankąizotopy wodoru, deuteru i trytu. W takim przypadku w materiałach ściennych mogą gromadzić się radioaktywne izotopy. Oprócz akumulacji promieniotwórczego trytu, z punktu widzenia bezpieczeństwa, pojawia się również problem wpływu wodoru na ściany, który z czasem powoduje, że materiał staje się bardziej kruchy.
Zrobiliśmy pierwszy krok:stworzył model elementu pierwszej ściany reaktora termojądrowego oraz dywertora i przetestował go w trybach zbliżonych do oczekiwanych w instalacjach termojądrowych. Związek jest stabilny w określonych warunkach - zidentyfikowaliśmy jego ograniczenia w temperaturze i ciśnieniu otaczającego gazu. Dlatego konieczne jest albo kontynuowanie poszukiwań odpowiednich materiałów, albo zagwarantowanie akceptowalnych warunków pracy.
Yuri Gasparyan, profesor nadzwyczajny, Instytut Technologii Laserowych i Plazmowych, National Research Nuclear University MEPhI
Czytaj więcej:
„James Webb” wysłał zdjęcie zderzenia dwóch ogromnych galaktyk
„Bezużyteczne” bakterie na Ziemi zapewnią życie kolonistom Marsa
Na piramidzie w Chinach znaleziono portret „króla przodków”. Rządził ponad 4000 lat temu