Защиту внутренних стенок термоядерной установки от раскалённой плазмы предложили усилить новым композитным материалом. Разработкой занимаются специалисты НИЯУ МИФИ, сообщает «Московский комсомолец». Данную информацию сообщает портал RuSamara.
В токамаках пытаются повторить реакции, которые идут на Солнце. Поэтому внутренняя поверхность там испытывает экстремальные тепловые нагрузки. Сейчас для элементов внутри чаще берут вольфрам: он плавится примерно при 3422 градусах Цельсия и хорошо проводит тепло. Но краткие мощные выбросы плазмы способны быстро портить отдельные участки металла.
Один из вариантов — жидкий литий. Нагреваясь, он испаряется и создаёт облако, которое смягчает тепловой удар по вольфрамовой поверхности. Чтобы металл распределялся равномерно, предлагают структуру с порами из тонких спрессованных проволок. Жидкость движется по ней сама, без насосов.
Сложность возникла при креплении пористого слоя к стальному корпусу. Механические зажимы и точечная сварка, как показали испытания, не дают нужного контакта. Из-за этого конструкция греется, местами плавится и ломается. Тогда разработчики решили сделать основу и пористый слой одним материалом, способным уводить нагрев от вольфрама и лития.
Вместо стали выбрали сплав никеля с железом Ni34Fe. Инженер НИЯУ МИФИ Никита Попов с кафедры №9, которая называется «Физические проблемы материаловедения», считает его оптимальным для матрицы композита. По его словам, в структуре нет хрупких прослоек и трещин, а вольфрама там заметно больше, чем в стальных аналогах. По сути, это слой-посредник, который соединяет вольфрамовую структуру с корпусом реактора. Такой бутерброд, по замыслу, не должен перегреваться и разрушаться.