Материалы будущего. В США тестируют сталь для термоядерных реакторов при температуре 600 °C
В США исследователи из Мичиганского университета испытывают новый тип сверхпрочной стали для термоядерных реакторов, способной выдерживать температуры до 600 °C и высокие уровни радиации.
Речь идет о сплаве RAFM с миллиардами наночастиц карбида титана (TiC), которые должны улавливать гелий и предотвращать деформации.
Это часть глобальной стратегии развития термоядерной энергетики — потенциально чистого и безопасного источника энергии будущего. Однако материалы, способные работать в условиях экстремального нагрева и радиации, пока остаются вызовом.
Команда инженеров протестировала новое поколение RAFM — так называемый литой наноструктурированный сплав № 9 (CNA9). Для имитации условий внутри реактора использовали уникальный метод: одновременное облучение ионными пучками для воспроизведения радиационного воздействия и введения гелия.
Хотя карбид титана сначала эффективно сдерживал гелий, при повышенных уровнях радиации (50−100 dpa — смещений на атом) частицы начинали растворяться. Это приводило к потере стабильности и набуханию стали на 2%.
«Мы не ожидали, что TiC-осадки так быстро будут терять стабильность при высоких дозах облучения», — отметил Кевин Филд, профессор ядерной инженерии Мичиганского университета.
Ученые предполагают, что увеличение концентрации частиц в тысячу раз может значительно улучшить устойчивость сплава.
Исследование стало важным шагом к созданию материалов для термоядерной энергетики, которая не создает отходов и работает на водороде из морской воды.
