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
В Китае создали гибкого робота, который скручивается в талии на 320°
Новости
Посмотрите, как 5 000 дронов установили рекорд по самому продолжительному шоу
Новости
Черная смерть бушевала в Африке за тысячу лет до Европы, показал анализ мумии
Наука
«Уэбб» рассмотрел самые маленькие астероиды Главного пояса
Космос
Выручка приложений российских e-commerce брендов увеличилась на 57%
Новости
Посмотрите, как робопес встает в стойку на передних лапах и возит людей
Новости
Разлив нефтепродуктов у побережья Анапы показали на снимках из космоса
Космос
Инженеры больших идей: как российская ИТ-компания создает сообщество разработчиков
Технологии
Это не комета и не астероид: необычный объект нашли в Солнечной системе
Космос
Уникальную черную дыру нашли астрономы: у нее странная ориентация
Космос
Посмотрите на зимний Марс: снег совсем не похож на земной  
Космос
ИИ научился создавать тысячи вирусов: их не видят антивирусы
Новости
Автотехнологии будущего, ставшие реальностью
Мнения
Ученые открыли уникальный материал для памяти будущего
Новости
«Черная» Луна: россияне встретят Новый год с редким астрономическим явлением
Космос
Названы сроки запуска российских спутников «Марафон» для интернета вещей
Космос
Роскачество проверит игры и приложения на манипуляции и безопасность
Новости
Власти начнут собирать данные о перемещениях россиян: как и зачем это нужно
Новости
Выяснилось, как отсутствие секса влияет на мужское здоровье
Наука
Физики придумали, как подтвердить «теорию о мироздании»
Космос