Новосибирск. 23 января. ИНТЕРФАКС - Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) совместно с коллегами из Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) провели цикл экспериментов, направленных на изучение поведения различных керамических соединений в условиях термоядерных температур, сообщает пресс-служба ИЯФ СО РАН.
"Испытания проводятся на установке ВЕТА в ИЯФ СО РАН, где на материал воздействуют лазерными и электронными пучками, имитируя тепловую нагрузку от плазмы. В последних испытаниях на устойчивость к термоядерным нагрузкам был проверен диборид титана, изготовленный в ИХТТМ СО РАН. Образцы продемонстрировали хорошую теплопроводность и отсутствие эрозии", - говорится в сообщении.
Отмечается, что развитие управляемого термоядерного синтеза (УТС) на сегодняшний день достигло этапа, когда в мире уже строятся экспериментальные термоядерные реакторы.
Свежие результаты посвящены испытанию диборида титана.
Также специалисты изучили карбид бора, карбид кремния, диборид циркония.
Соединение титана и бора оказалось одним из наиболее устойчивых кандидатов. Так получилось, в том числе, благодаря хорошей теплопроводности, позволяющей снизить вероятность перегрева поверхности. Еще одно преимущество в электропроводности, которая у диборида титана на уровне металлической, что снижает возможность появления разрушительных для материалов процессов.
Несмотря на различные конфигурации установок, первая стенка, обращенная к плазме, есть у каждой. Этот элемент реактора контактирует непосредственно с плазмой, поэтому выбранный материал должен обладать практически запредельными характеристиками, чтобы устоять под натиском высоких температур.
"Первая стенка токамака ITER будет сделана из вольфрама, так как по сравнению с первоначально выбранным вариантом, бериллием, он не токсичен и более устойчив к экстремальным температурам. Но несмотря на преимущества перед бериллием, вольфрам тоже не идеален, у него большое зарядовое число и при попадании тяжелых частиц в горячую плазму термоядерный реактор может не заработать. Чтобы предотвратить подобные явления вольфрам предлагается покрывать материалом с маленьким зарядовым числом", - говорит советник дирекции ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Александр Бурдаков.
При этом ученые смогли испытать и сравнить диборид титана коммерческого производства и экспериментальные образцы.
Экспериментальные образцы оказались заметно устойчивее к нагреву электронным пучком. На их поверхности при импульсном нагреве до температуры 1100 Кельвин не наблюдалось образования кратеров, в отличие от коммерческой керамики, на которой один такой дефект мог быть миллиметрового характерного размера.
В настоящее время в мире реализуется несколько подходов к управляемому термоядерному синтезу - токамак, где плазма удерживается в камере в форме тора, более компактных стеллараторах, напоминающих по форме яблоко с вынутой сердцевиной, и открытые ловушки, разработкой которых занимается ИЯФ СО РАН.
На сегодняшний день мировым рекордом по длительности удержания плазмы является результат французского токамака WEST, на котором ученым удалось удержать плазму температурой в 50 млн градусов течение 1,337 тыс. секунд.
По обновленному графику проекта запуск реактора ITER и получение первой плазмы запланированы на 2033 год. Основой термоядерного ректора является магнитная ловушка закрытого типа - токамак (тороидальная камера с магнитными катушками). Токамак ИТЭР будет состоять более чем из миллиона деталей и весить 23 тысячи тонн при высоте 30 метров.
В конце июля 2020 года международное сообщество приступило к сборке реактора проекта ITER на юге Франции. Первоначально предполагалось, что первая плазма будет получена в 2025 году.
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) - экспериментальный реактор, который должен воспроизвести физические реакции, происходящие на Солнце и других звездах, и продемонстрировать возможность использования потенциала ядерного синтеза в качестве источника электроэнергии. Участниками проекта являются ЕС, а также США, Китай, Япония. Индия, Россия и Южная Корея. Вклад России заключается в изготовлении и поставке высокотехнологичного оборудования и основных систем реактора, что составляет 9,09% от стоимости сооружения реактора по техническому проекту.
Самое важное и интересное — "Интерфакс-Россия" в МАХ