รัสเซียได้คิดค้นโลหะผสมที่สามารถทนต่อพลังงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แสนสาหัสได้

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวิจัยนิวเคลียร์แห่งชาติ MEPhI เสนอวิธีการเชื่อมต่อใหม่

วัสดุที่จะประกอบเป็นผนังของเครื่องปฏิกรณ์เทอร์โมนิวเคลียร์สาธิต (DEMO) วัสดุไทเทเนียม เซอร์โคเนียม และเบริลเลียมจะทนทานต่อสภาวะการทำงานที่สมบุกสมบัน

อยู่ระหว่างการก่อสร้างในฝรั่งเศสเครื่องปฏิกรณ์ทดลองเทอร์โมนิวเคลียร์ระหว่างประเทศ ITER ขั้นตอนต่อไปเกี่ยวกับวิธีการใช้พลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันเชิงอุตสาหกรรมคือการสร้างเครื่องปฏิกรณ์แห่งชาติของคนรุ่นใหม่ หนึ่งในนั้นคือ DEMO ซึ่งมีแผนจะสร้างในรัสเซีย โรงงานแห่งใหม่ต่างจาก ITER ตรงที่มีกำลังมากกว่า ซึ่งหมายความว่าโรงงานเหล่านั้นจะต้องได้รับการปกป้องอย่างมีประสิทธิภาพ

สารเคลือบป้องกันใน ITER ทำจากโครเมียม-เซอร์โคเนียมบรอนซ์ ใน DEMO โหลดจะสูงกว่า 2 MW / m2 มาก ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงแนะนำให้ใช้เหล็กทนความร้อน EK-181 แต่ปัญหาหลักคือการรวมองค์ประกอบของเหล็กและทังสเตนเข้ากับผนังด้านในและตัวเปลี่ยนทิศทางของเครื่องปฏิกรณ์ในอนาคต

โครงการของคอมเพล็กซ์เครื่องปฏิกรณ์ DEMO ภาพ: NRNU MEPHI

นักวิจัยจาก MEPHI ได้แสดงให้เห็นว่าการใช้ประสาน TiZr4Be กับแทนทาลัมชั้นกลางเป็นไปตามเงื่อนไขของเครื่องปฏิกรณ์ในอนาคต ในระหว่างการทดลอง นักฟิสิกส์ได้สัมผัสตัวอย่างเหล็กและทังสเตน รวมกับการบัดกรีใหม่ กับก๊าซดิวเทอเรียมและการปล่อยพลาสมา (T = 600 ° C) ผลการวิจัยพบว่าหลังจากการฉายรังสีพลาสม่าและการสัมผัสก๊าซที่ความดัน 1 Pa จะสังเกตเห็นความเข้มข้นของดิวเทอเรียมที่ยอมรับได้ ซึ่งสอดคล้องกับสภาพการทำงานของอุปกรณ์เทอร์โมนิวเคลียร์ในอนาคต

เชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นเป็นส่วนผสมไอโซโทปของไฮโดรเจน ดิวเทอเรียม และทริเทียม ในกรณีนี้ ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีสามารถสะสมในวัสดุผนังได้ นอกจากการสะสมของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีจากมุมมองของความปลอดภัย ยังมีปัญหาของผลกระทบของไฮโดรเจนบนผนังซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปทำให้วัสดุเปราะมากขึ้น

เราได้ดำเนินการขั้นตอนแรก:ได้สร้างแบบจำลองขององค์ประกอบของผนังแรกของเครื่องปฏิกรณ์เทอร์โมนิวเคลียร์และเครื่องเปลี่ยนทิศทาง และทดสอบในโหมดที่ใกล้เคียงกับที่คาดไว้ในการติดตั้งแบบเทอร์โมนิวเคลียร์ สารประกอบนี้มีความคงตัวภายใต้สภาวะบางประการ - เราได้ระบุข้อจำกัดของอุณหภูมิและความดันของก๊าซโดยรอบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องค้นหาวัสดุที่เหมาะสมต่อไปหรือเพื่อรับประกันสภาพการทำงานที่ยอมรับได้

Yuri Gasparyan รองศาสตราจารย์ สถาบันเทคโนโลยีเลเซอร์และพลาสมา มหาวิทยาลัยวิจัยนิวเคลียร์แห่งชาติ MEPHI

อ่านเพิ่มเติม:

“เจมส์ เวบบ์” ส่งภาพการชนกันของดาราจักรขนาดใหญ่ 2 แห่ง

แบคทีเรียที่ "ไร้ประโยชน์" บนโลกจะให้ชีวิตแก่อาณานิคมของดาวอังคาร

บนปิรามิดในประเทศจีนพบรูปเหมือนของ "ราชาแห่งบรรพบุรุษ" ทรงครองราชย์เมื่อ 4,000 ปีที่แล้ว