圖片由 Rosatom 提供

俄羅斯科學院 AN Frumkin 物理化學與電化學研究所 (IPCE-RAS) 和國家核研究大學 (NRNU) MEPhI [莫斯科工程與物理研究所] 的研究人員開發了一種保護聚變反應堆壁的技術。

在托卡馬克中，等離子體被磁場固定在適當的位置，但等離子體流仍然可能與反應堆壁接觸，造成損壞。因此，加熱的壁材料被噴涂有保護涂層，但這可能作為雜質進入等離子體。結果，等離子體冷卻，這會干擾核聚變。

“汗墻”概念涉及用液態鋰從中流出的通道網絡覆蓋反應器內部。這種輕元素的原子核很難冷卻等離子體。“汗水”壁的材料必須耐火且導熱，并且不得與液態鋰發生化學相互作用。

“面向等離子體元件的材料選擇仍然是一個科學爭論的問題。目前正在對各種材料及其共軛方法以及保護涂層進行測試。”IPCE-RAS 難熔化合物異相合成實驗室負責人 Vladimir Dushik 說道。

因此，俄羅斯兩家研究所的科學家提出使用化學氣相沉積方法來結合鎢和銅兩種金屬的特性。

Dushik 解釋道：“鎢具有創紀錄的高熔點和沸點，可以承受高熱負荷，并且不會與液態鋰發生相互作用。”以銅上涂層的形式，鎢由于顯著更高的導熱性而表現出更高的效率。銅。解決方案是在銅基板上沉積 30 µm 的鎢層。該層將承受等離子體和化學活性鋰的主要攻擊。”

根據 Dushik 的說法，從氣相獲得的涂層具有低孔隙率，這可以防止銅基材與液態鋰的相互作用。它們還具有高純度，可以防止托卡馬克工作空間受到污染。

“模型銅基材上的一批試點涂層已在 NRNU MEPhI 和電物理設備研究所進行了一系列測試，”Dushik 指出。“對鋰在真空中的潤濕性和鋰流動、散熱均勻性和熱循環的測試表明，盡管鎢和銅的熱膨脹系數存在差異，且厚度較薄，但鎢涂層仍保持其耐用性、完整性和保護性能。”