Új ultraellenálló anyagok csalják közelebb a fúziós álmot – A reaktorok első falához készülnek

A Karlsruhei Műszaki Intézet (KIT) tudósai olyan ultraellenálló anyagokat mutattak be, amelyek kibírják a jövőbeli fúziós reaktorok extrém körülményeit, és megvédik azt a belső felületet, amely ki van téve a túlhevített plazmának.

A KIT kutatóiból és a Focused Energy lézerfúziós cég szakembereiből álló csapat a DINERWA projekt keretében fejleszti a fúziós reaktorok ún. „első falának” tartósabb változatát.

Az első fal a fúziós reaktor vákuumkamrájának legbelső szilárd felülete, amely közvetlenül érintkezik a plazmával. Létfontosságú védőrétegként működik, és megóvja a reaktor szerkezetének többi részét a plazma extrém hőmérsékletétől.

„A jövőbeni erőművek egyik legnagyobb technológiai kihívása az első fal lesz” – jósolta Carsten Bonnekoh PhD, a KIT Alkalmazott Anyagok Intézetének kutatója.

Új anyagok a fúziós álomért

A földön fellobbantott csillag gondolata alapvető a fúziós energia területén, amelyet sokan a tiszta és gyakorlatilag kimeríthetetlen energia egyik legnagyobb ígéretének tartanak. A cél eléréséhez azonban a fúziós reaktor minden alkatrészének olyan körülményeket kell kibírnia, amelyek messze meghaladják a hagyományos erőművekben tapasztalt terhelést, és ezt hosszú időn át fenn is kell tartani.

A KIT csapata új generációs szerkezeti és funkcionális anyagokat dolgozott ki, amelyek szerintük képesek ellenállni a hőterhelésnek, a sugárzás okozta károsodásnak és a mechanikai igénybevételnek – a hagyományos fémek határain túl.

Ezek között szerepeltek oxid-diszperzióval erősített acélok és rézötvözetek, nanostrukturált volfrám, valamint új, nagy entrópiájú ötvözetek. Minden anyagot mikroszkopikus szinten alakítottak ki úgy, hogy stabil maradjon akkor is, amikor extrém hő és intenzív neutronáram éri.

A projekt fejlett gyártási és illesztési eljárásokat is fejleszt, amelyekre ahhoz lesz szükség, hogy az anyagokból összetett, reaktorméretű modulok készüljenek.

A KIT laboratóriumában zajló tesztek segítenek megérteni, hogy az anyagok hogyan viselkednek nyomás alatt, és mennyi ideig bírják a gyűrődést, mielőtt karbantartást vagy cserét igényelnének.

Gábor János, NEW technology