Стійкий до гелію матеріал може прокласти шлях в епоху ядерного синтезу
Управління гелієм
Дослідники з Техаського університету A & M, що працюють з командою з Лос-Аламоської національної лабораторії в Нью-Мексико, протестували новий метод створення матеріалів, використовуваних в ядерних реакторах термоядерного синтезу, і виявили, що він може усунути одну з перешкод, що заважають людству використовуючи силу енергії плавлення.
Багато хто вважає злиття, енергетичний процес, що відбувається в самому Сонці, «святий Грааль» ядерної енергії. Він здатний генерувати приблизно в чотири рази більшу потужність ядерного ділення, але, як багатообіцяючий, як ядерний синтез, дослідники ще не з'ясували, як перетворити його в надійне джерело воістину відновлюваної енергії з кількох причин.
Не тільки процес злиття піддає реактори впливу екстремального тиску і температури, гелій - побічний продукт злиття між атомами водню - додає до деформації, розміщеної на реакторах, вливаючись в матеріали і в кінцевому підсумку послабивши їх.
«Буквально, ви отримуєте ці гелієві бульбашки всередині металу, які залишаються там назавжди, бо метал твердий», - сказав Майкл Демкович, професор науки і техніки в області матеріалів і техніки в Техасі, сказав в прес-релізі. «Коли ви накопичуєте все більше гелію, бульбашки починають пов'язувати і знищувати весь матеріал».
В дослідженні, опублікованому в журналі Science Advances, дослідники розповіли, як вони тестували поведінку гелію в нанокомпозитних твердих тілах, матеріали з товстих металевих шарів. Вони виявили, що гелій не утворює бульбашок в цих нанокомпозитних твердих речовинах, як в традиційно використовуваних матеріалах. Замість цього він сформував довгі, схожі на вени тунелі.
«Ми були вражені побаченим, - сказав Демкович. «Коли ви ставите в ці нанокомпозити все більше гелію, а не руйнуєте матеріал, вени фактично починають з'єднуватися, що призводить до утворення судинної системи».
Забезпечення поновлюваного майбутнього
Відновлювана енергія зростає в популярності в рамках глобальних зусиль по боротьбі зі зміною клімату. Хоча сонячна енергія і вітер є найбільш популярними джерелами поновлюваних джерел енергії, світ також проявляє новий інтерес до ядерної енергії, особливо в більш розвинених формах, таких як розподіл розплавленої солі і ядерний синтез.
В останньому випадку експерти прагнуть розробити прототип робочого термоядерного реактора до 2030 року, і ряд інститутів шукає способи стабілізації реакції синтезу. У той час як деякі вивчають використання не водневої плазми, інші зосереджені на поліпшенні реакторів злиття, і це нове дослідження може допомогти в цих зусиллях.
Зображення: Техаський університет A & M
Найбільш безпосереднім застосуванням цього відкриття, за словами Демковича, є розробка матеріалів термоядерних реакторів, призначених для того, щоб гелій витікав, а не залишався в пастці всередині реакторів. Веноподобние тунелі можуть служити каналами для проходження гелію, але Демкович вважає, що це тільки початок.
«Я думаю, що більш широка картина тут полягає в васкуляризованих твердих тілах, таких як тканини з судинними мережами», - сказав він. «Що ще можна було б перевозити через такі мережі? Можливо, тепло або електрику або навіть хімікати, які можуть допомогти матеріального самозцілення ».
Література: Phys.org, Science Advances, Техаський університет A & M
