В МИФИ разработали самовосстанавливающееся покрытие для термоядерного реактора

Ученые Национального исследовательского ядерного университета (НИЯУ) МИФИ сделали важный шаг к созданию сложнейшей экспериментальной машины - реактора-токамака, при помощи которой можно будет управлять термоядерным синтезом и удерживать плазму.

Исследователи выдвинули предложение о применении в качестве материала для внутренних стенок такого реактора жидкого лития, который предотвращает возникновение проблем с локальным накапливанием повреждений и предоставляет возможность поверхности элемента самовосстанавливаться.

"Однако при использовании в качестве контактирующего с плазмой материала, жидкий литий будет испаряться, и необходимо будет создавать специальные коллекторы, собирающие его частицы", - сказал сотрудник лаборатории физико-химических процессов в стенках термоядерных установок и кафедры физики плазмы НИЯУ МИФИ Степан Крат.

Но пока вопрос о том, какой материал должен быть использован для внутренних составляющих реактора, которые будут взаимодействовать с плазмой, остается нерешенным. В литиевых слоях могут собираться тяжелые водородные соединения. В результате этого образуются твердые гидридные осадки, которые могут оказывать негативное воздействие на производительность контуров реактора. Поэтому необходимо тщательно изучить все вопросы, связанные с этим нюансом - от эффективности коллектора при сборе лития до объема в нем водорода.

Для того чтобы понять, при каких условиях покрытие с содержанием лития "приживется" лучше всего, исследователи провели ряд экспериментов на лабораторном стенде. Они обнаружили, что дейтерий в реакторе может составлять до 30 процентов от общего количества атомов. Но больше всего он оседает в слоях, которые нагреваются до температуры 400°C и больше.

Эксперименты показали, что наилучший тепловой режим для литиевых коллекторов - это диапазон температур от 250 до 300°C. При создании таких условий сбора лития из плазмы значительно эффективнее, но дейтерия образуется намного меньше по сравнению с более высокими температурами.

Данные исследования опубликованы в Journal of Nuclear Materials.

0 комментариев