俄罗斯科学家开发出更好的聚变反应堆壁保护装置

俄罗斯科学院 AN Frumkin 物理化学与电化学研究所 (IPCE-RAS) 和国家核研究大学 (NRNU) MEPhI [莫斯科工程与物理研究所] 的研究人员开发了一种保护聚变反应堆壁的技术。

在托卡马克中，等离子体被磁场固定在适当的位置，但等离子体流仍然可能与反应堆壁接触，造成损坏。因此，加热的壁材料被喷涂有保护涂层，但这可能作为杂质进入等离子体。因此，等离子体冷却，这会干扰核聚变。

“汗墙”概念涉及用液态锂从中流出的通道网络覆盖反应器内部。这种轻元素的原子核很难冷却等离子体。“汗水”壁的材料必须耐火且导热，并且不得与液态锂发生化学作用。

“面向等离子体元件的材料选择仍然是一个科学争论的问题。目前正在对各种材料及其共轭方法以及保护涂层进行测试。”IPCE-RAS 难熔化合物异相合成实验室负责人 Vladimir Dushik 说道。

因此，俄罗斯两家研究所的科学家提出使用化学气相沉积方法来结合钨和铜两种金属的特性。

Dushik 解释道：“钨的熔点和沸点都创下了历史新高，可以承受高热负荷，而且不会与液态锂发生作用。解决方案是在铜基板上沉积 30 微米的钨层。该层将承受等离子体和化学活性锂的主要攻击。”

根据 Dushik 的说法，从气相获得的涂层具有低孔隙率，这可以防止铜基材与液态锂的相互作用。它们还具有高纯度，可以防止托卡马克工作空间受到污染。

杜什克指出："模型铜基板上的一批试验涂层已在 NRNU MEPhI 和电物理设备研究所进行了一系列测试。对真空中的锂浸润性和锂流动性、散热均匀性和热循环的测试表明，尽管钨和铜的热膨胀系数不同，而且厚度较低，但钨涂层仍保持了其耐久性、完整性和保护特性。”