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
Boston Dynamics усовершенствовала систему восприятия гуманоидного робота Atlas
Новости
Наклейка на лоб анализирует мозговые волны и предсказывает переутомление
Наука
Посмотрите на робота-трансформера, который меняет форму прямо в полете
Новости
Китай отправил миссию за образцами горных пород с квазиспутника Земли
Космос
ИИ научился предсказывать успеваемость студентов по данным профиля в VK
Новости
Странная звезда Млечного Пути пульсирует каждые 44 минуты и это не объяснить
Космос
Этот OLED-экран сам издает звук: каждый пиксель работает как динамик
Новости
Посмотрите, как на Солнце идет дождь: астрономы увидели это впервые
Космос
Одно из главных доказательств Большого взрыва поставили под сомнение 
Космос
Университетский техпред — новый элемент высшего образования: студенты становятся предпринимателями
Наука
Илон Маск намекнул, почему ушел из администрации Трампа на самом деле
Новости
Илон Маск и Павел Дуров публично спорят из-за соглашения между Telegram и Grok
Новости
В мозге нашли нервные клетки, которые регулируют набор веса
Наука
Электросамолеты смогут летать дальше: MIT представил мощные топливные элементы
Наука
Anthropic открыла доступ к поиску для пользователей чат-бота с ИИ Claude
Новости
Противораковые препараты на треть увеличили срок жизни мышей
Наука
В Китае придумали, как решить проблему опасных вибраций в маглеве
Новости
Роботизированные комплексы для обучения студентов внедрят в российские вузы
Иннополис
Дуров договорился с xAI Маска продвигать ИИ Grok в Telegram
Новости
Камни для крокодилов и контроль качества альтушек: четвертый «ТехПредКлуб» прошел в Томске
Новости