Швы термоядерных реакторов проверили в экстремальных условиях
Добиться «святого Грааля чистой энергетики», то есть подчинить термоядерную реакцию, мечтают ученые во всем мире на протяжении уже шести десятилетий. Получить его на строящихся реакторах пока не удалось никому, и одна из проблем, тормозящих этот процесс, — ненадежность сварных швов установок, в которых плазма должна нагреваться до температур, намного превышающих температуру на поверхности Солнца.
Сама идея использовать термоядерную реакцию не нова: огромная энергия звезд генерируется при слиянии двух легких атомных ядер в одно тяжелое. В разных странах строят реакторы термоядерного синтеза, чтобы получить доступ к практически неограниченным запасам электроэнергии, более экологичной и безопасной, чем углеводороды и уран. Но сложность управляемого термоядерного синтеза заключается в том, что температура газа, разогретого до состояния плазмы, превышает 100 миллионов градусов Цельсия, и элементы конструктива установок должны быть надежно соединены друг с другом.
Именно из-за обнаруженных дефектов в одном из ключевых компонентов, вакуумной камере, предварительный запуск Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР) перенесли с 2025 года на 2036-й. Самый амбициозный научный проект пришлось отложить, учитывая риски утечки топлива через сварные швы элементов магнитной системы.
Чтобы предупредить подобную опасность уже на этапе производства, группа ученых из Великобритании разработала микроскопический метод картирования скрытых слабых мест внутри сварных соединений металлов. Они исследовали остаточные напряжения в узкой зоне термического влияния во время дистанционной лазерной сварки компонентов из стали P91 — это хромомолибденовый сплав, обладающий превосходной жаропрочностью (до 600 градусов Цельсия). Для измерений применили технологию визуализации с использованием плазменно-фокусированного ионного пучка и цифровой корреляции изображений.
Испытания на растяжение показали, что при низком напряжении сплав становится в некоторых областях более твердым, а при высоком — мягким на отдельных участках, в результате чего гнется и ломается. При температуре 550 градусов Цельсия, необходимой для работы термоядерного реактора, сталь теряла более трети своей прочности.
До сих пор ученые исследовали поведение материалов при более низких температурах, представители же британской научной школы проанализировали изменения в сварных швах в условиях термоядерного реактора при колоссально высоких температурах. Полученные выводы позволят проектировать и строить станции для запуска «искусственного Солнца» более надежными и безопасными.
Научная работа опубликована в журнале Journal of Materials Research and Technology.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии