
俄羅斯科學家在熱核反應堆材料生產方面取得了重大突破。NUST MISIS與JSC NIIEFA的專家合作,開發出了一種新技術,用于生產熱核反應堆中面對等離子體的關鍵組件材料。這些組件在極端條件下工作,必須承受高溫、氫同位素暴露等強大影響,因此對材料性能有極高的要求。
新技術結合了增材制造(3D打印)與經典方法,生產出了具有改進特性的鎢和銅雙金屬復合材料。這種復合材料結合了鎢的高熔點和銅的其他優良特性,大大超過了當前使用的類似材料的性能。
科學家們利用選擇性激光熔化技術(3D金屬打印)制造了鎢多孔結構,然后在高溫下將銅添加到模具中。經過研究和優化,他們成功獲得了96.7%固體樣品相對密度的復合材料。這種材料的延展性顯著提高,變形35%時未觀察到斷裂,這對于生產面向等離子體的組件至關重要。
面向等離子體的組件通常由多種材料制成,這增加了其可靠連接的問題。而新技術使得用鎢和銅制造復合材料成為可能,并且可以優化每種材料的優點,實現特殊的內部結構。
未來,科學家們計劃繼續生產面向等離子體的組件原型,并進行熱負載循環測試,以模擬接近熱核裝置真實運行條件的影響。此外,他們還將優化技術以降低材料的孔隙率,并研究材料在熱和等離子體影響下的功能特性。
盡管熱核聚變技術的實際應用還需要幾十年的時間,但所有致力于太空探索的主要國家都在積極開發這項技術。俄羅斯如果想在這一領域保持領先地位,就需要繼續推進相關研究。對于民用能源來說,熱核聚變必須具有經濟效益,但目前在預測中仍存在很高的不確定性。然而,作為一種重要的低碳能源來源,熱核聚變的研究仍然具有重要意義,并將繼續進行。
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