• 01.02.2024

Как лакокрасочные покрытия меняют будущее энергетики

В лабораториях новосибирского Института ядерной физики кипит работа над новым материалом, способным стать ключом к овладению термоядерной энергией. Речь идет о карбиде бора, который может стать защитным покрытием для стенок токамака – ключевого элемента будущего термоядерного реактора.

В термоядерном реакторе происходит процесс, схожий с тем, что идет на Солнце: легкие атомные ядра сливаются, выделяя огромное количество энергии. Эта энергия может стать практически неиссякаемым источником энергии.

Сердце термоядерного реактора – это камера, где находится плазма – раскаленный газ, в котором и происходит термоядерный синтез. Удержать плазму – задача не из легких. Для этого используются мощные магнитные поля, но даже они не могут полностью изолировать плазму от стенок камеры.

Карбид бора – перспективный материал для защиты стенок камеры. Он обладает уникальными свойствами:

• Высокая термостойкость: выдерживает температуру до 2700°C, что сопоставимо с температурой на поверхности Солнца.
• Легкость: в два раза легче вольфрама, который сейчас используется в качестве защитного покрытия.
• Высокая электропроводность: хорошо отводит тепло от плазмы.

В ИЯФ СО РАН проводят испытания карбида бора на установке ВЕТА. Лазерный пучок имитирует тепловую нагрузку от плазмы, позволяя ученым оценить стойкость материала.

Предварительные испытания показали, что карбид бора отлично справляется с поставленной задачей:

• Высокая прочность: не разрушается под воздействием мощного лазерного излучения.
• Нейтральное влияние на плазму: частицы карбида бора не загрязняют плазму и не приводят к ее остыванию.
• Доступность: карбид бора дешевле других материалов, что делает его более привлекательным для использования.

Исследования карбида бора ведутся в рамках проекта ИТЭР – международного экспериментального термоядерного реактора, который строится во Франции. Россия играет одну из ведущих ролей в этом проекте.

Создание термоядерного реактора – это задача, над которой бьются ученые всего мира. Если она будет решена, человечество получит доступ к практически неисчерпаемому источнику чистой энергии.