Учёные создали композит для защиты стенок термоядерного реактора от плазмы
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.
