Создан новый сплав для укрепления термоядерных реакторов: это путь к безграничной энергии
Новый металлический сплав выдерживает высокую температуру и предотвращает коррозию, что поможет при запуске термоядерных реакций в токамаке.
Японские ученые создали новый сплав с высокой термостойкостью, который может решить многие проблемы в термоядерных реакторах, где будут создавать практически безграничную энергию. В этих реакторах можно создать условиях, как в недрах Солнца, чтобы произвести термоядерную энергию, которая является чистой и практически безграничной. В ходе эксперимента новый сплав выдержал воздействие коррозионных охладителей, используемых в термоядерных реакторах. Эти охладители используются, потому что они могут помочь выработать больше топлива, необходимого реакторам. Исследование опубликовано в журнале Corrosion Science, пишет Popular Mechanics.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Ученые взяли существующий термостойкий сплав из категории кантал, состоящий из железа, хрома и алюминия. Затем они использовали оксид алюминия, чтобы сделать его прочнее и устойчивее к высоким температурам, также к коррозии. Сплав с оксидной дисперсией (ODS) был покрыт еще большим количеством оксида алюминия для проверки комбинированной термостойкости полностью собранного материала.
Обработанный сплав выдержал турбулентный жидкий металл при температуре 600 градусов Цельсия. Ученые также проверили покрытие на отслаивание и обнаружили, что даже при высокой температуре оно крепко держалось на основе сплава ODS. По словам ученых, даже голая версия сплава ODS, без дополнительного покрытия оксидом алюминия, спонтанно образовала свой собственный внешний слой, который, по их мнению, способствовал его высокой термостойкости. По сути, он не плавился, не отслаивался и становился прочнее.
Почему в данном случае температура 600 градусов Цельсия имеет критическое значение, если температура плазмы в термоядерном реакторе должна достигать уровня в миллионы градусов Цельсия? В данном случае исследование было посвящено охладителям, а не температурам, которые имеет плазма в токамаке (разновидность термоядерного реактора).
Ученые используют жидкие металлы, такие как сплав лития и свинца для выполнения двух задач. Во-первых, они помогают запустить термоядерную реакцию, которая создает больше дейтерия или трития, то есть топлива для реактора. То есть топлива для запуска термоядерной реакции. Дейтерий и тритий являются изотопами водорода, а именно его использует Солнце для создания термоядерной энергии. Во-вторых, жидкие металлы действуют как защитные охладители.
Как объясняют ученые тяжелые жидкометаллические охладители, такие как свинец, сплав свинца и висмута и сплав лития и свинца, являются коррозионными жидкостями, хотя у них есть превосходные термоустойчивые свойства. Коррозия – это процесс, при котором даже относительно стабильный металл ищет и поглощает частицы кислорода и в конечном итоге окисляется, то есть образует участки оксидов.
Поскольку коррозия присуща жидкометаллическим охлаждающим жидкостям, ученые искали способ герметизации любых материалов, которые соприкасаются с ними, для защиты. В этом эксперименте подготовленный образец сплава ODS с покрытием из оксида алюминия выдержал коррозию. Это значит, что будущие термоядерные реакторы будут намного прочнее и эффективнее при создании безграничной энергии.
Для сравнения, кристаллическая форма оксида алюминия становится рубинами и сапфирами, которые в свою очередь являются разновидностью минерала корунд. А это второй по твердости после алмаза минерал.
Фокус уже писал о том, чем отличается ядерная и термоядерная энергия, и почему первая является более предпочтительной для человечества.
Также Фокус писал о том, что ученые обнаружили самый маленький астероид, который когда-либо падал на Землю.