Российские ученые создали особое покрытие для внутренней поверхности термоядерных реакторов. Оно способно самостоятельно заживлять микротрещины, которые появляются от мощных тепловых ударов частиц плазмы. Об этом агентству ТАСС сообщили специалисты Национального ядерного университета МИФИ.
Одна из главных проблем при строительстве реактора ИТЭР — подбор материала для стенок, контактирующих с плазмой. Температура плазмы достигает миллионов градусов, и любые повреждения стенок приводят к попаданию испарившихся частиц в плазму. Это охлаждает ее и мешает реакции. Ученые из компании РАРМА в Липецке, научного института Росатома в Троицке и МИФИ нашли решение: диффузионное насыщение поверхности вольфрама атомами бора.
Как рассказали в МИФИ, в реакторах ИТЭР во Франции, китайском BEST и других проектах стенки планируют делать из вольфрама — самого жаростойкого металла. Однако плазма все равно его разрушает. Насыщение вольфрама бором создает на поверхности защитные слои боридов — сверхвысокотемпературных соединений бора и вольфрама. Эти слои не дают многозарядным примесям попадать в плазму.
Кроме того, покрытие обладает уникальным свойством: микротрещины от тепловых ударов затягиваются сами. Это происходит за счет плавления окислов бора, которые образуют стекловидную фазу. Тесты на образцах вольфрама, похожих на те, что пойдут на ИТЭР, подтвердили: покрытие сильно улучшает характеристики по сравнению с чистым металлом.
Еще одно преимущество — бор в слое поглощает кислород. По расчетам, покрытие толщиной 0,1 мм снизит примеси в плазме на весь срок работы ИТЭР. При этом не нужна дополнительная система борирования в тлеющем разряде, которую сейчас проектируют.
