Розроблено інноваційний сплав, призначений для посилення термоядерних реакторів: це крок до безмежного джерела енергії.

Новий металевий сплав здатний витримувати високі температури та протистояти корозії, що буде корисним при ініціюванні термоядерних реакцій у токамаку.

Японські вчені створили новий сплав з високою термостійкістю, який може вирішити багато проблем у термоядерних реакторах, де створюватимуть практично безмежну енергію. У цих реакторах можна створити умови, як у надрах Сонця, щоб виробити термоядерну енергію, яка є чистою і практично безмежною. Під час експерименту новий сплав витримав вплив корозійних охолоджувачів, що використовуються в термоядерних реакторах. Ці охолоджувачі використовуються, тому що вони можуть допомогти виробити більше палива, необхідного реакторам. Дослідження опубліковано в журналі Corrosion Science, пише Popular Mechanics.

У Фокус. Технології тепер має свій Telegram-канал. Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найновіших та найцікавіших новин з області науки!

Вчені взяли наявний термостійкий сплав з категорії кантал, що складається із заліза, хрому та алюмінію. Потім вони використовували оксид алюмінію, щоб зробити його міцнішим і стійкішим до високих температур, також до корозії. Сплав з оксидною дисперсією (ODS) був покритий ще більшою кількістю оксиду алюмінію для перевірки комбінованої термостійкості повністю зібраного матеріалу.

Оброблений сплав витримав вплив турбулентного рідкого металу при температурі 600 градусів Цельсія. Дослідники також провели тестування покриття на стійкість до відшаровування та з'ясували, що навіть під час нагрівання воно надійно прилипало до основи сплаву ODS. Як зазначили вчені, навіть у своїй первісній формі, без додаткового оксиду алюмінію, сплав ODS здатен самостійно формувати зовнішній шар, що, на їхню думку, сприяє його винятковій термостійкості. Фактично, він не піддавався плавленню, не відшаровувався і демонстрував підвищену міцність.

Чому температура 600 градусів Цельсія є критично важливою в цьому контексті, якщо температура плазми в термоядерному реакторі повинна досягати мільйонів градусів? У цьому випадку дослідження зосереджене на охолоджувачах, а не на температурах плазми, які спостерігаються в токамаку, що є одним із типів термоядерних реакторів.

Вчені застосовують рідкі метали, такі як сплав літію з свинцем, для виконання двох важливих функцій. По-перше, вони сприяють ініціюванню термоядерної реакції, що призводить до збільшення виробництва дейтерію і тритію — видів пального для реакторів, необхідного для запуску термоядерних процесів. Дейтерій та тритій є ізотопами водню, які використовує Сонце для генерації термоядерної енергії. По-друге, рідкі метали виконують роль охолоджувальних захисних засобів.

На думку вчених, важкі рідкометалеві охолоджувачі, такі як свинець, сплави свинцю з вісмутом та літієм, мають корозійні властивості, незважаючи на їх чудову термостійкість. Корозія — це процес, в ході якого навіть досить стабільний метал взаємодіє з киснем, поглинаючи його частинки, що призводить до окислення і формування оксидних ділянок.

Оскільки корозія притаманна рідкометалевим охолоджувальним рідинам, вчені шукали спосіб герметизації будь-яких матеріалів, які стикаються з ними, для захисту. У цьому експерименті підготовлений зразок сплаву ODS з покриттям з оксиду алюмінію витримав корозію. Це означає, що майбутні термоядерні реактори будуть набагато міцнішими та ефективнішими при створенні безмежної енергії.

Для порівняння, кристалічна форма оксиду алюмінію стає рубінами та сапфірами, які зі свого боку є різновидом мінералу корунд. А це другий за твердістю після алмазу мінерал.

Фокус вже розглядав різницю між ядерною та термоядерною енергією, а також обґрунтував, чому перша варта більшого визнання для людства.

Фокус також повідомив, що дослідники виявили найменший астероїд, який коли-небудь приземлявся на нашу планету.