«Ахиллесова пята» термоядерных реакторов — исследование делает синтез более безопасным и надежным

Ученые из Университета Суррея в Великобритании задействовали новый метод обнаружения микроскопических дефектов в сварных соединениях термоядерных реакторов.

Их исследование делает возможным создание более надежных и безопасных конструкций для будущих термоядерных реакторов. Совместно с британским Управлением по атомной энергии, Национальной лабораторией физики и компанией по производству научных приборов TESCAN, исследователи разработали передовую технологию обнаружения скрытых слабых мест в сварных швах металлов на микроскопическом уровне.

Эти внутренние дефекты, возникающие в процессе производства, могут создавать угрозу для структурной целостности и долговечности компонентов реактора. В исследовании рассматривалось возникновение подобных дефектов в жаростойком сплаве P91 на основе стали, который рассматривается как один из перспективных материалов для будущих термоядерных реакторов.

Используя методы, известные как плазменный фокусированный ионный пучок и цифровая корреляция изображений, ученые составили карту остаточного напряжения в чрезвычайно узких областях сварных соединений. До этого эти области были слишком малы для проведения анализа традиционными методами.

Результаты исследования продемонстрировали, что внутреннее напряжение оказывает серьезное влияние на поведение сплава P91. В частности, полезное напряжение делает некоторые области еще более твердыми, тогда как вредное напряжение уменьшает прочность ряда некоторых других областей, приводя к тому, что металл становится более гибким и ломким. При рабочей температуре в 550°C в термоядерных реакторах, металл становится более уязвимым и теряет более 30% своей прочности.

По словам другого автора исследования, научного сотрудника Центра инженерных материалов Университета Суррея, доктора Бин Чжу, исследование предлагает реалистичную оценку структурной целостности сварных швов в термоядерных реакторах в широком диапазоне экстремальных условий. Это важный шаг вперед в проектировании более безопасных и устойчивых компонентов для ядерного сектора.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Materials Research and Technology

Источник: SkiTechDaily