俄羅斯國家核電子與航空航天研究所(NIIEFA)與莫斯科國立鋼鐵合金學(xué)院(MISIS)的專(zhuān)家攜手，成功研發(fā)出一種創(chuàng )新的鎢和銅復合材料。這種復合材料將專(zhuān)門(mén)用于俄羅斯原型TRT托卡馬克核聚變反應堆的偏濾器等離子體導向元件，標志著(zhù)托卡馬克技術(shù)領(lǐng)域的又一重要突破。
鎢因其卓越的高導熱性、高熔點(diǎn)以及低離子和熱侵蝕率，被視為等離子體元件保護包層的理想材料。然而，鎢的脆性和與其他金屬因線(xiàn)性熱膨脹系數(CLTE)差異導致的兼容性問(wèn)題，限制了其在散熱底座等方面的應用。為解決這一難題，俄羅斯科學(xué)家采用了真空滲透法，將多孔鎢基體與銅混合，實(shí)現了在單片鎢基板上逐層合成金屬粉末的部件。這種方法不僅優(yōu)化了材料的幾何結構，還通過(guò)控制性能滿(mǎn)足了特定任務(wù)的需求。NIIEFA電磁計算科學(xué)與研究研究所所長(cháng)Pavel Piskarev指出，與傳統技術(shù)相比，新方法能夠創(chuàng )建具有優(yōu)化逐層功能梯度結構的產(chǎn)品，這得益于具有受控孔隙幾何形狀的體積螺旋晶格。
目前，使用新方法制作的樣品已經(jīng)通過(guò)了機械測試、激光閃光熱導率測量和顯微鏡檢查，即將進(jìn)入第一批模型的制造階段。此外，NIIEFA與MISIS還將合作在鋼上進(jìn)行青銅表面處理，用于TRT托卡馬克反應堆第一壁元件，這些元件所受熱流相對較弱。此舉將進(jìn)一步增強反應堆的耐用性和效率。
俄羅斯國家核能與能源局股份公司已完成TRT托卡馬克核聚變反應堆的初步設計，該項目被視為俄羅斯受控熱核聚變發(fā)展和核動(dòng)力反應堆建設的關(guān)鍵階段。TRT反應堆采用高溫超導體制成，具有長(cháng)放電脈沖、強磁場(chǎng)和先進(jìn)的電磁系統。其建設主要基于跨國ITER項目的經(jīng)驗和知識，并計劃在2030年前建成。TRT項目旨在促進(jìn)快速且經(jīng)濟地過(guò)渡到純聚變反應堆以及混合聚變裂變系統，為全球能源領(lǐng)域帶來(lái)革命性的變化。此次新型復合材料的開(kāi)發(fā)，無(wú)疑為T(mén)RT托卡馬克反應堆的成功建設奠定了堅實(shí)的基礎。
