|
Суперсталь выведет термоядерный синтез на новый уровень
|
|
|
|
Самая большая неизвестность в термоядерной энергетике - это не физика, приводящая в действие гигантские реакторы, известные как токамаки. Ученые уверены, что если реактор содержит перегретую плазму, питаемую тяжелыми изотопами водорода дейтерия и трития, при температурах, приближающихся к 100 миллионам градусов Цельсия, то в нем будет происходить самоподдерживающаяся реакция, генерирующая практически бесконечное количество чистой энергии. Токамаки по всему миру, а не только успешно проведенный термоядерный синтез на Национальной установке зажигания в 2022 году, снова и снова доказывают это. Реальная проблема заключается в материалах, необходимых для создания этого устройства.
|
|
|
|
“Вам нужно материальное решение. Дайте мне материалы, которые могут скреплять эту штуку при определенной температуре, чтобы она была эффективной”, - сказал Popular Mechanics в 2024 году Фил Фергюсон, доктор философии, директор проекта Material Plasma Exposure eXperiment (MPEX) в Национальной лаборатории Ок-Риджа. “Нам все еще не хватает прорывных материалов”.
|
|
|
|
Термоядерный реактор нуждается не только в таких деталях, как отводящий клапан, чтобы справляться с экстремальным нагревом плазмы, но и в других частях той же машины, которые должны выдерживать температуру, приближающуюся к абсолютному нулю, и работать при ней. Одной из таких частей является само сердце реактора, называемое центральным соленоидом, который отвечает за большую часть магнитного потока для генерации плазмы и питается от сверххолодных сверхпроводников типа "кабель в кабеле". Экран, или оболочка, центрального соленоида должен быть изготовлен из стали, способной сохранять превосходные механические и тепловые свойства при криогенных температурах, а также выдерживать интенсивные магнитные поля.
|
|
|
|
|
|
|
Международный экспериментальный термоядерный реактор (ITER), самый совершенный токамак в мире, который должен получить первую плазму к 2034 году, использует материал, известный как нержавеющая сталь марки 316LN, рассчитанный на максимальную мощность 11,8 Тесла. Теперь в новом отчете государственной газеты South China Morning Post (SCMP) говорится, что китайские ученые разработали новый материал, который превзошел даже стальную оболочку ITER. Эта сверхпрочная сталь, называемая китайской высокопрочной низкотемпературной сталью № 1, или CHSN01, выдерживает нагрузку до 20 Тесла и 1500 мегапаскалей (МПа). Ученые подробно описали 12-летний процесс создания этой конкретной стальной оболочки в журнале Applied Sciences в мае этого года.
|
|
|
|
“В то время как конструкция ITER с максимальным полем в 11,8 Тесла сама по себе достаточна, для будущих магнитов с более высоким полем потребуются передовые материалы”, - сказал Ли Лайфенг, исследователь из Китайской академии наук (CAS), сообщает SCMP. - Разработка криогенной стали нового поколения необязательна – она необходима для успеха компактных экспериментальных установок по термоядерному синтезу в Китае”.
|
|
|
|
CHSN01 будет установлен в центральном соленоиде китайского экспериментального сверхпроводящего токамака с горящей плазмой (BEST), промежуточного реактора между термоядерными реакторами первого поколения в стране и китайским испытательным термоядерным реактором-демонстратором первой в стране термоядерной установки. Ученые стремятся создать ЛУЧШИЙ реактор для получения первой плазмы в конце 2027 года.
|
|
|
|
Изучив особенности физики термоядерного синтеза, мы сейчас разрабатываем материалы, которые сделают это возможным.
|
|
|
|
Источник
|
