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 Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
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.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
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