Исследователи из лаборатории MARVEL в Федеральной политехнической школе Лозанны (EPFL) открыли новые материалы, подходящие для создания внутренних стенок термоядерных реакторов. Результаты их исследования, включая список потенциальных материалов, были опубликованы в журнале PRX Energy.
Для термоядерных реакторов критически важны материалы, способные выдерживать экстремальные условия, включая воздействие плазмы. Дивертор, ключевой компонент реактора, должен выдерживать высокие температуры, потоки частиц и излучение. Ученые выявили ключевые свойства, которые обеспечат устойчивость материалов в таких условиях, такие как энергия связи поверхности и способность удерживать тритий.
Команда использовала базу данных Pauling File, содержащую информацию о неорганических кристаллических структурах, чтобы отобрать материалы с достаточной устойчивостью к высоким температурам. После анализа свойств, таких как теплоемкость, теплопроводность и температура плавления, было отобрано 71 кандидат. Далее проводился ручной поиск информации в литературе для проверки дополнительных свойств, таких как эрозия и устойчивость к воздействию плазмы и нейтронов.
В результате был составлен окончательный список из 21 материала, включая вольфрам в металлической и карбидной формах, графит, алмаз, нитрид бора, а также переходные металлы, такие как молибден и рений. Среди неожиданных открытий — нитрид тантала и керамические материалы на основе бора и азота, которые ранее не тестировались в таких условиях.
Исследователи планируют использовать нейронные сети для моделирования взаимодействия материалов с нейтронами, что поможет лучше понять их поведение в условиях термоядерных реакторов и повысить эффективность будущих разработок.
Ссылка на источник: https://lenta.ru
