Створено новий сплав для зміцнення термоядерних реакторів: це шлях до безмежної енергії.

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

Вчені взяли існуючий термостійкий сплав з категорії кантал, що складається з заліза, хрому та алюмінію. Потім вони використали оксид алюмінію, щоб зробити його міцнішим і стійкішим до високих температур, а 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 турбулентний рідкий метал при температурі 600 градусів Цельсія. Вчені також перевірили покриття на відшарування і виявили, що навіть при високій температурі воно міцно трималося на основі сплаву ODS. За словами вчених, навіть гола версія сплаву ODS, без додаткового покриття оксидом алюмінію, спонтанно сформувала свій власний зовнішній шар, який, на їхню думку, сприяв його високій термостійкості. По суті, він не розплавлявся, не відшаровувався і ставав міцнішим.

Чому в даному випадку температура 600 градусів Цельсія має критичне значення, якщо температура плазми в термоядерному реакторі повинна досягати мільйонів градусів Цельсія? У цьому випадку дослідження було присвячене охолоджувачам, а не температурам, які має плазма в токамаку (різновид термоядерного реактора).

Вчені використовують рідкі метали, такі як сплав літію та свинцю, для виконання двох завдань. По-перше, вони допомагають запустити термоядерну реакцію, яка створює більше дейтерію або тритію, тобто пального для реактора. Тобто пального для запуску термоядерної реакції. Дейтерій і тритій є ізотопами водню, саме його використовує Сонце для створення термоядерної енергії. По-друге, рідкі метали діють як захисні охолоджувачі.

Як пояснюють вчені, важкі рідкометалеві охолоджувачі, такі як свинець, сплав свинцю та вісмуту і сплав літію та свинцю, є корозійними рідинами, хоча вони мають відмінні термостійкі властивості. Корозія – це процес, при якому навіть відносно стабільний метал шукає і поглинає частинки кисню і врешті-решт окислюється, тобто утворює ділянки оксидів.

Оскільки корозія властива рідкометалевим охолоджуючим рідинам, вчені шукали спосіб герметизації будь-яких матеріалів, які контактують 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 значно міцнішими та ефективнішими при створенні безмежної енергії.

Для порівняння, кристалічна форма оксиду алюмінію стає рубінами і сапфірами, які, в свою чергу, є різновидом мінералу корунду. А це другий за твердості після алмаза мінерал.