Результаты показали конкурентоспособность покрытий из карбида бора вольфраму и бериллию, которые часто рассматриваются при выборе защитного материала первой стенки и дивертора специальных устройств, которые удерживаю плазму с помощью магнитных полей.
Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН совместно с коллективами других научных организаций испытали карбид бора в качестве покрытия для стенок токамака Международного экспериментального термоядерного реактора. Результаты испытаний показали конкурентоспособность покрытий из карбида бора по сравнению с вольфрамом и бериллием, которые часто рассматриваются при выборе защитного материала первой стенки и дивертора современных токамаков (специальных устройств, которые удерживаю плазму с помощью магнитных полей).
Горение плазмы во время термоядерной реакции происходит при экстремально высоких температурах, и перед исследователями стоит задача найти такое вещество, которое сможет выдержать эти условия и при этом пагубно не повлиять на плазму, отмечают в ИЯФ СО РАН.
«Токамак – это система с замкнутыми силовыми линиями магнитного поля, с магнитным удержанием плазмы, и “удержание” в данном случае – ключевое слово», – уточнил главный научный сотрудник, советник директора ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Александр Бурдаков.
Систему на основе токамака планируется использовать в большом экспериментальном термоядерном реакторе – ИТЭР. В этом международном проекте помимо ученых из России участвуют специалисты из Японии, Китая, Кореи, Индии, США и стран Европы. Основная задача – создать реактор, в котором плазма будет поддерживать свое горение сама.
«Проект ИТЭР экспериментальный, потому что вопросы, которые он ставит перед нами, человечество ещё никогда не решало», – добавил Бурдаков.
ИТЭР – необходимый шаг к термоядерным электростанциям. В реакторе сначала необходимо получить «зажигание» плазмы, а затем достичь высокого КПД. Эта технология позволит из вложенных 50 МВт получать в 10 раз больше энергии, то есть 500 МВт.
На данный момент в качестве материала для первой стенки камеры в ИТЭР используются вольфрам и бериллий. Но и при попадании в плазму вольфрам быстро охлаждает ее. Бериллий же очень легкий, и даже при попадании в плазму, почти не влияет на ее качество, но его пыль токсична для человека и является сильным канцерогеном. Поэтому ученые ищут альтернативные варианты покрытия стенки токамака.
«Мы долгое время вместе с фирмой ВИРИАЛ (Санкт-Петербург) занимались разработкой нейтронной защиты из карбида бора. Это вещество очень прочное, обладает относительно неплохой теплопроводностью, и его мы испытываем под импульсными нагрузками, которые характерны для токамаков», – рассказал Александр Бурдаков.
Карбид бора так же, как и бериллий, легкий, и при попадании в плазму не вызывает ее быстрого остывания. Кроме того, это доступный материал. Есть два варианта использования карбида бора: им можно полностью заменить вольфрам или нанести на вольфрамовые стенки в качестве защитного покрытия. Результаты исследования показали конкурентоспособность покрытий из карбида бора вольфраму и бериллию.
Результаты показали конкурентоспособность покрытий из карбида бора вольфраму и бериллию, которые часто рассматриваются при выборе защитного материала первой стенки и дивертора специальных устройств, которые удерживаю плазму с помощью магнитных полей.
Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН совместно с коллективами других научных организаций испытали карбид бора в качестве покрытия для стенок токамака Международного экспериментального термоядерного реактора. Результаты испытаний показали конкурентоспособность покрытий из карбида бора по сравнению с вольфрамом и бериллием, которые часто рассматриваются при выборе защитного материала первой стенки и дивертора современных токамаков (специальных устройств, которые удерживаю плазму с помощью магнитных полей).
Горение плазмы во время термоядерной реакции происходит при экстремально высоких температурах, и перед исследователями стоит задача найти такое вещество, которое сможет выдержать эти условия и при этом пагубно не повлиять на плазму, отмечают в ИЯФ СО РАН.
«Токамак – это система с замкнутыми силовыми линиями магнитного поля, с магнитным удержанием плазмы, и “удержание” в данном случае – ключевое слово», – уточнил главный научный сотрудник, советник директора ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Александр Бурдаков.
Систему на основе токамака планируется использовать в большом экспериментальном термоядерном реакторе – ИТЭР. В этом международном проекте помимо ученых из России участвуют специалисты из Японии, Китая, Кореи, Индии, США и стран Европы. Основная задача – создать реактор, в котором плазма будет поддерживать свое горение сама.
«Проект ИТЭР экспериментальный, потому что вопросы, которые он ставит перед нами, человечество ещё никогда не решало», – добавил Бурдаков.
ИТЭР – необходимый шаг к термоядерным электростанциям. В реакторе сначала необходимо получить «зажигание» плазмы, а затем достичь высокого КПД. Эта технология позволит из вложенных 50 МВт получать в 10 раз больше энергии, то есть 500 МВт.
На данный момент в качестве материала для первой стенки камеры в ИТЭР используются вольфрам и бериллий. Но и при попадании в плазму вольфрам быстро охлаждает ее. Бериллий же очень легкий, и даже при попадании в плазму, почти не влияет на ее качество, но его пыль токсична для человека и является сильным канцерогеном. Поэтому ученые ищут альтернативные варианты покрытия стенки токамака.
«Мы долгое время вместе с фирмой ВИРИАЛ (Санкт-Петербург) занимались разработкой нейтронной защиты из карбида бора. Это вещество очень прочное, обладает относительно неплохой теплопроводностью, и его мы испытываем под импульсными нагрузками, которые характерны для токамаков», – рассказал Александр Бурдаков.
Карбид бора так же, как и бериллий, легкий, и при попадании в плазму не вызывает ее быстрого остывания. Кроме того, это доступный материал. Есть два варианта использования карбида бора: им можно полностью заменить вольфрам или нанести на вольфрамовые стенки в качестве защитного покрытия. Результаты исследования показали конкурентоспособность покрытий из карбида бора вольфраму и бериллию.
