Успешно испытаны стенки для термоядерного реактора ITER

Реактор ITER предназначен для демонстрации возможности ядерного синтеза как способа производства энергии. Все установки, в которых до сих пор проводились эксперименты по синтезу, затрачивали на свою работу больше энергии, чем вырабатывали сами. ITER является международным проектом, в строительстве которого участвуют государства Евросоюза, Россия, США, Китай, Япония и другие страны. Сроки строительства реактора неоднократно откладывались из-за растущего бюджета проекта и сложностей в производстве.

Испытания проходили на расположенной в Великобритании экспериментальной установке Joint European Torus (JET), созданной для научных целей. Ее размеры гораздо меньше планируемых размеров ITER, но условия, с которыми сталкиваются стенки в реакторе, позволяют испытать разработанные инженерами ITER технологии.

В ходе термоядерного синтеза происходит слияние ядер водорода с образованием гелия и выходом большого количества энергии. Внутренние стенки реактора во время этого процесса сталкиваются с огромными температурами. Они также подвергаются мощному нейтронному облучению, которое делает материалы стенок радиоактивными и приводит к их быстрому разрушению. Кроме того, плазма внутри реактора способна захватывать частицы обкладки, что может привести к ее «отравлению», а тритий из плазмы может сам накапливаться в стенках, что приводит к трудностям в контролировании реакции.

Решить эти проблемы инженеры смогли, создав стенки из комбинации двух материалов — бериллия и вольфрама. Безопасный для плазмы бериллий использовался как основной материал стенок, а те места, которые сталкивались с самой высокой температурой (предназначенные для удаления продукта реакции — гелия), были выложены вольфрамом.

Испытания новых стенок прошли удачно. Они разрушались гораздо медленнее, чем ранее использовавшиеся на JET стенки из углерода. Кроме того, в них накапливалось в десять раз меньше трития, что должно положительно сказываться и на управляемости реакции, и на необходимости замены материалов.