Японські дослідники розробили металевий сплав, здатний витримувати екстремальні температури й агресивне середовище термоядерних реакторів.
Вчені з Токійського інституту природничих наук створили сплави, які можуть стати ключовим елементом у розвитку термоядерної енергетики. Дослідники провели серію експериментів зі сплавами ODS і потоком рідкого металу за температури 600 °C для імітації середовища всередині реактора. Експерименти показали здатність сплавів витримувати критичні температури та агресивні умови.
ODS – це сплави металів з дрібними оксидними частинками, диспергованими всередині них. Ці сплави мають підвищену міцність, оскільки некогерентність оксидних частинок призводить до більш високої міжфазної енергії і знижує ймовірність дислокації.
Під час випробувань фахівці використовували два сплави ODS FeCrAl – SP10 і NF12, піддаючи їх впливу рідкого металу за температури 600 градусів Цельсія. Вчені використовували електронну мікроскопію і спектроскопію, щоб детально вивчити поведінку матеріалу в екстремальних умовах.
Випробування показали, що сплави утворюють самозахисний оксидний шар, який надійно оберігає матеріал від корозії. Навіть за тривалого впливу агресивного середовища, що складається з розплавлених літію і свинцю, захисний шар залишається стабільним і не руйнується.
Перевага термоядерної енергії – відсутність радіоактивних відходів і шкідливих викидів. Однак для будівництва реакторів потрібні матеріали, здатні витримувати екстремальні температури та агресивне середовище реакторів, у яких відтворюються процеси аналогічні тим, що відбуваються в надрах Сонця. Дослідники вважають, що розроблені сплави можуть слугувати надійним щитом для компонентів реактора.
Міцність шару оксиду літію-алюмінію показує, що ці сплави можуть служити довше в умовах високих температур і напружень. Цей шар служить стійким щитом, який продовжує захищати компоненти реактора навіть після початкового зносу, – говорить Масатосі Кондо, співавтор дослідження
