В России изобрели сплав, который выдержит энергию термоядерного реактора

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.

Проект 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

Читать далее:

«Джеймс Уэбб» прислал фото столкновения двух огромных галактик

«Бесполезная» бактерия на Земле обеспечит жизнь колонизаторам Марса

На пирамиде в Китае нашли портрет «царя предков». Он правил более 4 000 лет назад

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
В Перми предложили способ очистки побережья от последствий разлива нефти
Наука
«Уэбб» заглянул сквозь дымку, окутывающую популярные и загадочные экзопланеты
Космос
Хирурги впервые удалили опухоль позвоночника через глазницу
Наука
Не только в небе: птерозавры ходили бок о бок с динозаврами, выяснили ученые
Наука
Синтезирована молекула, «которая может заменить кремний в микроэлектронике»
Наука
Меньше вспышек, больше бурь: ученые рассказали об активности Солнца в первые месяцы года
Космос
Находка на Кавказе опровергает теории о примитивности неандертальцев
Наука
Астрономы раскрыли тайну магнитаров: эти звезды заполняют Вселенную золотом
Космос
Антидот от 13 ядовитых змей получили из крови донора, которого укусили 856 раз
Наука
Телескоп «Чандра» наблюдал причину «перелома кости» в центре Млечного Пути
Космос
Оптический транзистор разогнали до 240 ГГц: это основа для компьютеров нового поколения
Новости
Google бросает вызов ChatGPT: в поисковике появилась вкладка с ИИ
Новости
Посмотрите, как рождаются планеты: опубликованы самые четкие изображения в истории
Космос
Рыбы в виртуальной реальности обучают роботов двигаться косяками
Новости
У мертвой звезды нашли самую холодную из известных планет
Космос
После обновления ChatGPT стал подхалимом: OpenAI объяснила, что случилось
Новости
«Википедия» внедрит ИИ: это будет работать и что станет с редакторами
Новости
Поднимет и авианосец: для реактора ИТЭР сделали мощнейший магнит в мире
Наука
Посмотрите на маневренный дрон с крыльями, как у белки-летяги
Новости
Недалеко от Земли нашли странную группу молодых звезд, стремящихся разлететься в разные стороны
Космос