Учени откриха просто решение за създаване на компактни реактори за термоядрен синтез

Екип от учени от Университета на Уисконсин в Медисън, столицата на щата Уисконсин, САЩ е открил начин да намали размера на работните зони на термоядрените реактори.

Вътрешността на реакторите за ядрен синтез е бурно и хаотично място. Ново покритие може да поеме топлината и едновременно с това да улавя някои неправомерни водородни частици, което може да доведе до създаването на по-малки и по-добри плазмени камери.

Макар, че ядреният синтез все още е в много експериментален стадий, включването на най-големия и най-усъвършенстван реактор за ядрен синтез от типа „токамак“ в Япония този месец показва, че технологията постепенно се придвижва от теорията към реалността.

Създаването на камерите, в които се съхранява плазмата, необходима за термоядрения синтез е предизвикателство поради екстремните нива на топлина и налягане, които те трябва да достигнат. Друг проблем на процеса е, че понякога водородните атоми могат да се неутрализират и да „избягат“ от плазмата, което отслабва нейната сила.

„Тези неутрални водородни атоми водят до загуби на енергия в плазмата, което прави много трудно поддържането на гореща плазма и наличието на ефективен малък термоядрен реактор“,

казва Николай Яловега, постдокторант в областта на ядреното инженерство и инженерната физика в Университета на Уисконсин

Яловега е ръководител на изследванията на покритие, което демонстрира способността си да облицова камерите на термоядрения реактор и да улавя този водород.

Покритието е изработено от метала тантал, който може да издържа на изключително високи температури. Танталът е бил студено напръскан върху неръждаема стомана и подложен на условия, подобни на термоядрения синтез, при които се е представил отлично.

В процеса на студено пръскане частици тантал се изхвърлят върху неръждаемата стомана, където се сплескват като палачинки. Дори когато са сплескани по този начин, все още има малка граница между всяка частица, която, според изследователите е идеален канал за улавяне на тези неутрални водородни атоми. Когато напръсканата стомана е била подложена на още по-високи температури, уловените водородни частици са се освободили, като на практика са обновили материала, така че той да може да се използва многократно.

Изследователският екип изтъква не само способността на покритието многократно да улавя и освобождава водород, като същевременно издържа на високи температури и налягане, но и лесната му употреба.

„Друго голямо предимство на този метод, че той ни позволява да ремонтираме компонентите на реактора на място, като нанасяме ново покритие от тантал. Понастоящем повредените компоненти на реактора често трябва да се демонтират и да се заменят с напълно нова част, което е скъпо и отнема много време.“

казва Яловога

Изследователите тестват своята разработка в университетското съоръжение WHAM (Wisconsin HTS Axisymmetric Mirror). Съоръжението е и полигон за изпитания на проекта за термоядрена електроцентрала, с който се занимава компанията Realta Fusion, основана от възпитаници на университета.