Команда специалистов из института «Росатома» в Троицке, ООО «РАРМА» (Липецк) и НИЯУ МИФИ представила революционный метод защиты внутренних стенок термоядерных реакторов от эрозии и снижения примесей в плазме.
Вызовы экстремальных температур
Термоядерная плазма достигает температур, многократно превосходящих солнечное ядро. Мощные потоки энергии и частиц повреждают стенки реактора, а испаренный материал охлаждает плазму, мешая устойчивой реакции.
Гениальное решение с борированием
Для защиты сверхтугоплавкого вольфрама, используемого во внутренней облицовке, ученые применили диффузионное насыщение его поверхности атомами бора. Это создает прочные боридные слои. Как пояснил Сергей Ипатов (ООО «РАРМА»), борирование нейтрализует ключевой недостаток вольфрама – выброс примесей в плазму. Поразительно, но микротрещины от тепловых ударов здесь затягиваются сами благодаря плавлению оксидов бора!
Убедительные испытания технологии
Юрий Гаспарян (НИЯУ МИФИ) сообщил о сравнительных тестах на плазменном ускорителе. Образцы с борированным слоем продемонстрировали более высокий порог повреждения изотопами водорода (1300–1500 ºС) и меньшую скорость эрозии при срывах плазмы, чем чистый вольфрам. Бор также эффективно поглощает кислород.
Многообещающие перспективы применения
Всего 0.1 мм борированного слоя способен обеспечивать чистоту плазмы реактора ИТЭР на протяжении всего срока его службы. Это делает ненужной проектируемую систему боронизации в тлеющем разряде.
Признание экспертов атомной отрасли
Анатолий Красильников (Проектный центр ИТЭР, Росатом) высоко оценил разработку. Он анонсировал скорые испытания на токамаке EAST в Китае с перспективой применения на строящемся BEST. Следующая цель – международный ИТЭР.
Павел Пискарев (Институт Росатома, Троицк) подчеркнул важность технологии для российского токамака ТРТ. Переход на борированный вольфрам не нарушит отработанные производственные цепочки, созданные для ИТЭР, а принесет огромные преимущества.
