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
Найден способ сверхскоростной передачи тепла для быстрого охлаждения электроники
Наука
Условия жизни лошадей в Средневековом Новгороде восстановили по зубам
Наука
Под видом модов для Minecraft и других игр в Telegram распространяют вирусы
Новости
ИИ от создателей TikTok потеснил GPT-4o в рейтинге генераторов изображений
Новости
В России нашли минерал, который поможет изучить ядро Земли и космические тела
Космос
Анализ метеорита поставил под сомнение гипотезу о происхождении воды на Земле
Космос
«Яндекс» научил поиск решать задачи по алгебре для старшеклассников
Новости
Найдена недостающая часть Вселенной: где она скрывалась
Космос
VR в строительстве: как избежать ошибок на сотни миллионов
Мнения
44 планеты, похожие на Землю, нашли в Млечном Пути
Космос
Тайну космоса, которой больше 60 лет, наконец-то раскрыли
Космос
В «дубайском» шоколаде нашли опасные для жизни вещества
Наука
Хакеры атаковали пять оборонных предприятий России
Новости
Как ИИ повышает эффективность и снижает риски обогатительных предприятий
Мнения
«Джеймс Уэбб» изучил загадочные кольца погибшей звезды
Космос
Открыт прием заявок на ежегодную премию Digital Leaders 2025
Новости
GigaChat научился искать информацию в сети: Сбер обновил ИИ-помощника
Новости
Созданы очки с искусственным интеллектом для незрячих людей
Новости
Минобрнауки продолжит программу кешбэка для инвесторов университетских стартапов
Новости
OpenAI представила GPT-4.1: модель с улучшенными возможностями для программистов
Новости