Стенки для термоядерного реактора сделают из вольфрама со структурой ракушки

Вольфрамовое покрытие, которое имитирует структуры морских раковин, выдержит термоядерный синтез внутри реактора. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

Физики из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и Политехнического университета Вирджинии придумали, как повысить прочность вольфрамовых сплавов, чтобы они выдерживали экстремальные условия внутри термоядерного реактора. Авторы предлагают использовать структуры, аналогичные морским раковинам.

Вольфрам — металл с одной из самых высоких температур плавления, но в чистом виде он очень хрупкий, объясняют авторы работы. Смешивая вольфрам с небольшими количествами других металлов, таких как никель и железо, можно получить сплав, более прочный, чем чистый металл, который при этом сохраняет высокую температуру плавления.

Чтобы еще больше увеличить предел прочности сплавов, исследователи предлагают использовать особый метод горячей прокатки. С его помощью можно создать внутри сплава особые микроструктуры, которые имитируют перламутр — внутренний слой раковин пресноводных и морских моллюсков. Известно, что эта структура не только отличается красивыми узорами и переливами, но также придает раковинам прочность.

Микроструктура природного перламутра (сверху) и прокатного перламутра в вольфрамовых сплавах. Изображение: J. V. Haag IV et al., Scientific Reports

Исследователи проанализировали «перламутровую» микроструктуру сплавов с помощью сканирующей просвечивающей электронной микроскопии, чтобы наблюдать за поведением атомов. Внутри перламутровой структуры тяжелый вольфрамовый сплав состоит из двух отдельных фаз: «твердой» фазы почти чистого вольфрама и «пластичной» фазы, содержащей смесь никеля, железа и вольфрама. 

Результаты исследований показывают, что высокая прочность вольфрамовых тяжелых сплавов обусловлена отличной связью между разнородными фазами, включая тесно связанные «твердые» и «пластичные» фазы. В своей работе исследователи показали, что, управляя кристаллической структурой, геометрией и химическим составом сплава, можно создать прочные границы раздела материалов в тяжелых сплавах вольфрама.

Такие изменения улучшат дизайн материала и помогут создать сплавы достаточно прочные, долговечные и надежные, чтобы выдерживать огромные температуры и воздействие электромагнитного излучения внутри термоядерного реактора. Авторы отмечают, что лаборатории уже работают над созданием прототипа корпуса реактора из сплавов вольфрама.

Предложенное решение — не единственное, ученые по всему миру работают над различными технологиями для термоядерного реактора. Например, ранее «Хайтек» рассказывал, что российские ученые из НИЯУ МИФИ разработали специальный припой, который повышает прочность сплава вольфрама и стали для аналогичных целей.


Читать далее:

Ядро Земли скоро будет вращаться в другом направлении

Посмотрите на водородную суперяхту, «летающую» над водой со скоростью 75 узлов

Млечный Путь оказался аномально большим для своей галактической нити

На обложке: строительство термоядерного реактора ИТЭР. Изображение: ITER Organization

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Сложности с финансами, кадрами и продвижением: что показал опрос российских разработчиков игр
Новости
«Уэбб» показал столкновение «прошлого и будущего» в одном кадре
Космос
В России придумали, как защитить нейросети от утечек данных
Новости
Новый тест ставит ИИ-модели в тупик: люди справились лучше
Новости
На Марсе нашли самые крупные молекулы углерода: о чем это говорит
Космос
Государственную базу данных с материалов беспилотников создадут в России
Новости
Биометрию для онлайн-платформ сделали добровольной, но есть нюансы
Новости
В Калтехе разработали технологию производства реактивного топлива из солнечного света
Новости
Хакеры получили доступ к данным миллиона пользователей роутеров Keenetic
Новости
DeepSeek выпустила улучшенную версию DeepSeek-V3: она работает даже на Mac Studio
Новости
VK разрабатывает российский аналог WeChat на фоне финансовых трудностей
Новости
В России создали быстрый анализ на супербактерии: 1,5 часа вместо двух дней
Наука
«Уэбб» обнаружил кислород в древнейшей известной галактике: его там не ожидали найти
Космос
Телескоп горизонта событий показал, как ускоряются плазменные струи черных дыр
Космос
Масштабный сбой в рунете: «Роскомнадзор» рекомендует отечественные сервисы
Новости
На дне океана нашли следы взрыва, который произошел в космосе 10 000 000 лет назад
Космос
В Перми придумали, как сократить на четверть вредные выбросы авиадвигателей
Наука
В MIT разработали устройство для связи между квантовыми процессорами
Новости
Пациенту с тяжелым повреждением сустава впервые установили российский эндопротез
Наука
Названы опасные последствия частого общения с ChatGPT: что показали исследования
Новости