Обнаружены подходящие для термоядерных реакторов материалы

Исследователи из лаборатории MARVEL в EPFL обнаружили перспективные материалы для внутренней стенки термоядерных реакторов.

Этот открытие, опубликованное в журнале PRX Energy, представляет собой значительный шаг в разработке новых материалов для ядерной энергетики.

Для обеспечения эффективной работы термоядерных реакторов критически важно, чтобы материалы выдерживали экстремальные условия воздействия плазмы. Особое внимание ученых сосредоточено на диверторе, который должен выдерживать высокие температуры, потоки частиц и излучение. Это требует материалов с определенными свойствами, такими как энергия связи поверхности и способность удерживать тритий.

Исследование, проведенное командой ученых, позволяет лучше понять, какие материалы могут быть наиболее подходящими для создания стенок термоядерных реакторов. Результаты их работы могут привести к разработке более надежных и эффективных реакторов, способных обеспечить стабильное производство энергии в будущем.

Для поиска материалов с высокой устойчивостью к высоким температурам и определения их свойств, таких как теплоемкость, теплопроводность и температура плавления, команда обратилась к базе данных Pauling File - обширной коллекции известных неорганических кристаллических структур. После анализа было отобрано 71 потенциально подходящих кандидата.

Далее производился тщательный ручной поиск информации в научной литературе для проверки свойств, которые не были представлены в базе данных, таких как эрозия и устойчивость к воздействию плазмы и нейтронов. Этот этап позволил исключить из рассмотрения некоторые материалы, включая высокоэнтропийные сплавы, из-за выявленных недостатков.

Итак, благодаря комплексному подходу к отбору материалов и проверке их свойств удалось сузить список потенциально подходящих кандидатов до наиболее перспективных для дальнейших исследований.

Исследователи провели анализ и выявили 21 материал, включая вольфрам в различных формах, графит, алмаз, нитрид бора, а также переходные металлы, такие как молибден и рений. Но наибольшее внимание привлекли неожиданные варианты, такие как нитрид тантала и керамические материалы на основе бора и азота, которые ранее не подвергались тестированию в таких экстремальных условиях.

Исследователи считают, что следующим шагом должно стать применение нейронных сетей для более глубокого моделирования взаимодействия материалов с нейтронами. Это поможет не только лучше понять поведение материалов в условиях термоядерных реакторов, но и повысить эффективность будущих разработок в области ядерной энергетики.

Проведенное исследование открывает новые перспективы для развития материалов, способных выдерживать экстремальные условия ядерных реакторов. Нейтронные сети, с их способностью к анализу данных и прогнозированию поведения материалов, могут стать ключевым инструментом в создании более надежных и эффективных материалов для использования в ядерной энергетике.

Источник и фото - lenta.ru