Китайский феномен: создана сверхпрочная сталь для термоядерного синтеза

Согласно данным Interesting Engineering, китайские ученые разработали уникальный сплав, открывающий новые перспективы для овладения одним из самых экологически чистых и мощных источников энергии: термоядерным синтезом.

Фото: https://commons.wikimedia.org by WALDNER Laboreinrichtungen GmbH & Co.KG, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/

ученые

Прорыв в энергетике

Этот новый сплав, получивший название CHSN01, считается прорывом, поскольку он способен выдерживать экстремальные условия внутри термоядерных реакторов нового поколения, где традиционные материалы быстро разрушаются из-за низких температур и напряжения.

Термоядерный синтез — процесс, при котором атомы соединяются, высвобождая огромное количество энергии. В отличие от современных атомных электростанций, использующих деление ядра, термоядерный синтез не производит долгоживущих радиоактивных отходов и использует распространённое топливо, такое как водород.

По данным Международного энергетического форума, термоядерный синтез высвобождает примерно в 4 миллиона раз больше энергии, чем уголь, нефть или газ, и не создает долгоживущих радиоактивных отходов. Реализованный на Земле, он может обеспечить практически неограниченную чистую энергию, что приведет к снижению стоимости энергии, счетов за электроэнергию и отказу от грязного топлива.

Создание установок проблемно

Одной из основных проблем термоядерного синтеза является создание установок, способных выдерживать его колоссальные силы, и ранее эксперты считали стремительное развитие таких материалов "абсолютно невозможным".

Сверхпроводящие магниты, удерживающие сверхгорячую плазму, в которой происходит синтез, должны выдерживать постоянные нагрузки при температурах, близких к абсолютному нулю. На протяжении десятилетий инженеры использовали нержавеющие стали, ограничивавшие мощность и компактность реакторов, но CHSN01 может это изменить.

Создание суперстали

После 12 лет исследований китайские ученые создали "суперсталь", на 40% прочнее материалов, используемых в крупнейшем мировом проекте по термоядерному синтезу. Она выдерживает мощные магнитные поля, сохраняя работоспособность в течение всего срока службы термоядерной установки, примерно 60 000 циклов запуска и остановки.

Физик проекта Ли Ляфэн заявил, что новый материал "готов к применению в промышленности, а не только в лаборатории".

Этот материал позволит создавать термоядерные реакторы меньшего размера, дешевле и быстрее, а также поможет реакторам производить больше энергии, чем они потребляют.

Новый материал уже используется в китайском экспериментальном сверхпроводящем токамаке с горячей плазмой (BEST), который, как ожидается, будет производить 40-200 мегаватт энергии позднее в этом десятилетии. Помимо термоядерного синтеза, этот сплав может улучшить МРТ-сканеры, поезда и квантовые компьютеры, где материалы подвергаются тем же нагрузкам.

Уточнения

Сплав — макроскопически однородный металлический материал, состоящий из смеси двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов.