ผนังสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นจะทำด้วยทังสเตนที่มีโครงสร้างเป็นเปลือก

นักฟิสิกส์จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือและมหาวิทยาลัยโพลีเทคนิค

เวอร์จิเนียค้นพบวิธีเพิ่มความแข็งแกร่งโลหะผสมทังสเตนเพื่อทนทานต่อสภาวะที่รุนแรงภายในเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน ผู้เขียนเสนอให้ใช้โครงสร้างคล้ายเปลือกหอย

ทังสเตนเป็นโลหะที่มีค่าสูงสุดชนิดหนึ่งจุดหลอมเหลว แต่ในรูปแบบบริสุทธิ์นั้นเปราะมาก ผู้เขียนอธิบาย ด้วยการผสมทังสเตนกับโลหะอื่นๆ จำนวนเล็กน้อย เช่น นิกเกิลและเหล็ก จะได้โลหะผสมที่แข็งแรงกว่าโลหะบริสุทธิ์ โดยที่ยังรักษาจุดหลอมเหลวสูงไว้ได้

เพื่อเพิ่มแรงดึงให้มากขึ้นโลหะผสม นักวิจัยแนะนำให้ใช้วิธีพิเศษในการรีดร้อน ด้วยความช่วยเหลือของมันจึงเป็นไปได้ที่จะสร้างโครงสร้างจุลภาคพิเศษภายในโลหะผสมที่เลียนแบบหอยมุก - ชั้นในของเปลือกหอยน้ำจืดและหอยทะเล เป็นที่ทราบกันดีว่าโครงสร้างนี้ไม่เพียงโดดเด่นด้วยรูปแบบและการมอดูเลตที่สวยงามเท่านั้น แต่ยังให้ความแข็งแรงของเปลือกอีกด้วย

โครงสร้างจุลภาคของหอยมุกธรรมชาติ (บนสุด) และหอยมุกม้วนในโลหะผสมทังสเตน ภาพ: J. V. Haag IV et al., Scientific Reports

นักวิจัยวิเคราะห์ “ไข่มุก”โครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดแบบส่องกราดเพื่อสังเกตพฤติกรรมของอะตอม ภายในโครงสร้างที่แวววาว โลหะผสมทังสเตนหนักประกอบด้วยสองระยะที่แตกต่างกัน: ระยะ "แข็ง" ของทังสเตนที่เกือบบริสุทธิ์ และระยะ "เหนียว" ที่มีส่วนผสมของนิกเกิล เหล็ก และทังสเตน

ผลการวิจัยพบว่าสูงความแข็งแรงของโลหะผสมหนักทังสเตนเกิดจากการยึดเกาะที่ยอดเยี่ยมระหว่างเฟสที่แตกต่างกัน รวมถึงเฟส "แข็ง" และ "เหนียว" ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด ในงานของพวกเขา นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าโดยการควบคุมโครงสร้างผลึก รูปทรงเรขาคณิต และองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสม สามารถสร้างวัสดุประสานที่แข็งแกร่งในโลหะผสมทังสเตนหนักได้

การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะปรับปรุงการออกแบบวัสดุและจะช่วยสร้างโลหะผสมที่แข็งแรงทนทานและเชื่อถือได้เพียงพอที่จะทนต่ออุณหภูมิมหาศาลและการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าภายในเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน ผู้เขียนทราบว่าห้องปฏิบัติการกำลังดำเนินการสร้างถังปฏิกรณ์ต้นแบบที่ทำจากโลหะผสมทังสเตน

วิธีแก้ปัญหาที่เสนอไม่ใช่วิธีเดียว นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีต่างๆ สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน ตัวอย่างเช่น ก่อนหน้านี้ Hi-Tech กล่าวว่านักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียจาก NRNU MEPhI ได้พัฒนาตัวประสานพิเศษที่เพิ่มความแข็งแรงของโลหะผสมทังสเตนและเหล็กกล้าเพื่อวัตถุประสงค์ที่คล้ายกัน

อ่านเพิ่มเติม:

แกนโลกจะหมุนไปในทิศทางอื่นในไม่ช้า

ชมซูเปอร์ยอทช์ไฮโดรเจน 'บิน' เหนือน้ำด้วยความเร็ว 75 นอต

ทางช้างเผือกมีขนาดใหญ่ผิดปกติสำหรับเส้นใยดาราจักร

บนหน้าปก: การก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่น ITER รูปภาพ: องค์กร ITER