Работы над созданием первого полноценно функционирующего термоядерного реактора ведутся полным ходом по всему миру, но далеко не у всех получается серьезно продвинуться в этом направлении.
Но вот нашим специалистам удалось создать уникальный материал, который позволит эффективно отводить лишнее тепло и при этом будет надежно защищать стенки реактора от разрушительного воздействия раскаленной до миллионов градусов плазмы.
Проблема удержания раскаленной плазмы и предложенное решение
Невзирая на то, что плазма удерживается сверхмощными магнитами, ее потоки все равно могут соприкасаться со стенками термоядерного реактора.
Вот такие соприкосновения не только сильно разогревают стенки, но и в буквальном смысле распыляют материал, из которого реализованы внутренние стенки реактора, в результате чего атомы расщепленной стенки попадают в саму плазму в качестве примеси, что ведет к ее сильному охлаждению и препятствует термоядерному синтезу.
Для того чтобы избежать этого процесса, была предложена так называемая концепция «потеющей стенки». Ее суть заключена в том, что внутренняя часть реактора покрывается изнутри сетью каналов, по которым туда подается жидкий литий, истекающий вниз.
Сам по себе литий – легкий элемент, который не так сильно охлаждает саму плазму, а также ядра лития способны принимать участие в термоядерных реакциях. Таким образом, жидкий литий берет на себя часть защитных функций.
Но вот основа «потеющей стенки» должна отвечать таким требованиям, как: тугоплавкость, высокая теплопроводность, химическая инертность по отношению к активному литию, а также высокая смачиваемость.
Итак, самым тугоплавким материалом является вольфрам, вот только его теплопроводности недостаточно для эффективного отвода тепла.
Медь обладает высокой теплопроводностью, но при этом она легкоплавкая, и если ей покрыть стенки реактора, то при первом же контакте с плазмой она распадется на атомы и, попав в плазму, ухудшит ее качество.
Но наши ученые придумали, как соединить все самое лучшее от этих двух металлов и нивелировать их недостатки.
Российские специалисты предложили осадить на медную основу слой вольфрама толщиной в 30 мкм. При этом слой вольфрама будет ответственен за взаимодействие с плазмой и активным литием, а медь будет отводить излишнее тепло.
Эксперименты с полученным новым осажденным материалом показали высокую эффективность и, без сомнения, приблизили Россию и весь остальной мир еще на один небольшой, но очень важный шаг к заветной мечте – полноценно функционирующему термоядерному реактору.
Понравился материал? Тогда с вас лайк и подписка.
