Российские ученые предложили новое решение для защиты стенок термоядерных реакторов. Группа исследователей из научного института «Росатома» в Троицке, «РАРМА» из Липецка и НИЯУ МИФИ разработала технологию, позволяющую снизить эрозию и уменьшить примеси в плазме.
Проблема защиты внутренней стенки реактора от воздействия плазмы, температура которой может превышать температуру в центре Солнца, является одной из ключевых задач при создании термоядерных установок. Потоки энергии и частиц из плазмы могут повреждать стенку, а испарившиеся частицы – охлаждать плазму, что негативно влияет на термоядерную реакцию. В НИЯУ МИФИ подчеркнули, что ранее задача считалась неразрешимой.
Ученые предложили использовать вольфрам, насыщенный атомами бора. В результате на стенке реактора формируются защитные слои из боридов, которые обладают высокой термостойкостью. По словам заместителя генерального директора «РАРМА» Сергея Ипатова, борированный слой на поверхности вольфрама позволяет уменьшить попадание примесей в плазму токамака.
Испытания, проведенные на квазистационарном плазменном ускорителе, показали, что порог повреждения поверхности вольфрама с борированным слоем выше, чем у чистого вольфрама. Директор Проектного центра ИТЭР госкорпорации «Росатом» Анатолий Красильников отметил перспективность разработки и рекомендовал провести испытания на действующем токамаке EAST в Китае.
Использование борированного вольфрама вместо чистого не требует кардинальной переработки производственных цепочек и может быть легко осуществлено. Публикация работы планируется в журнале «Вопросы атомной науки и техники».