Инженеры нашли существенные дефекты в сварных швах термоядерных реакторов

Инженеры из Университета Суррея совместно с британским Управлением по атомной энергии, Национальной физической лабораторией и компанией TESCAN сделали важное открытие, которое поможет создать более надёжные термоядерные реакторы будущего.

В рамках исследования учёные разработали новый метод микроскопии, позволяющий находить скрытые дефекты в сварных соединениях металлов. Эти слабые зоны могут сокращать срок службы реакторных компонентов. Объектом изучения стала сталь P91 — прочный и жаростойкий материал, подходящий для использования в термоядерных установках.

Специалисты использовали плазменный фокусированный ионный пучок и технологию цифровой корреляции изображений, чтобы изучить участки сварки на микроскопическом уровне. Оказалось, что внутренние напряжения в металле сильно влияют на его поведение. В одних местах металл становился крепче, а в других — мягче и менее устойчивым к нагрузке.

Особенно сильно прочность снижалась при температуре около 550°C — такой, какая бывает внутри термоядерных реакторов. При этом металл терял более трети своей прочности.

Руководитель проекта доктор Тан Суи отметил, что термоядерная энергия — один из самых перспективных источников чистой и стабильной электроэнергии. Но прежде чем такие реакторы станут частью нашей жизни, нужно гарантировать их безопасность и долгий срок службы.

Результаты исследования помогут проверить точность компьютерных моделей и усовершенствовать предсказательные алгоритмы, в том числе с использованием ИИ. Это ускорит развитие таких проектов, как британская программа STEP и европейская электростанция DEMO, и приблизит переход к промышленному производству экологичной энергии.