Німецькі вчені розробили нову технологію для термоядерних реакторів, використовуючи вольфрам
Вчені з Інституту Макса Планка та компанії IoLiTec створили революційний метод осадження вольфраму, що дозволяє використовувати цей матеріал для термоядерних реакторів без необхідності виготовлення деталей з чистого вольфраму.
Будівництво термоядерного реактора — це фактично спроба утримати маленьке сонце всередині штучної камери, де внутрішня стінка щосекунди піддається екстремальним температурами. Вольфрам вважається ідеальним матеріалом для такого навантаження, оскільки він спокійно витримує температуру понад 3000 градусів Цельсія, при якій інші метали просто випаровуються. Однак вольфрам має свої недоліки: його вміст у земній корі надзвичайно малий, він дорогий, а виготовлення складних деталей з нього є справжнім викликом для верстатів.
З огляду на ці труднощі, німецькі вчені з Інституту Макса Планка та компанії IoLiTec вирішили підійти до проблеми нестачі вольфраму і його високої вартості з нової сторони. Замість того, щоб створювати вузли реактора повністю з вольфраму, вони почали «нарощувати» його тонким шаром на простіші та дешевші матеріали. Однак, класичні методи гальваніки не давали бажаних результатів: при спробах осаджувати вольфрам у звичайних водних розчинах система видавала лише бульбашки водню, а поверхня залишалася практично чистою.
Щоб обійти цей фізичний бар'єр, дослідники розробили абсолютно нову технологію, яка базується на безводних електролітах та іонних рідинах. Вони фактично прибрали воду з процесу, що дозволило чистому металу стабільно осаджуватися на підкладку. Андреас Вайбель із Fraunhofer IPA наголошує на важливості цього досягнення: «У світі досі не існувало методу електрохімічного осадження чистого вольфраму — ні в промислових цехах, ні навіть у стінах закритих лабораторій».
Завдяки новій технології, інженери більше не мусять страждати від складного механічного фрезерування вольфраму, якого в земній корі є лише одна мільйонна частка. Тепер вони можуть «нарощувати» захисний шар на простіших та дешевших конструкційних матеріалах, що відкриває нові можливості для будівництва термоядерних реакторів.
Цей новий метод надає повний контроль над товщиною та рівномірністю шару, що є критично важливим для стабільності магнітних полів, які утримують розпечену плазму. Замість того, щоб інвестувати мільярди доларів у будівництво реакторів лише з заліза, індустрія отримує можливість створення масштабованих і фінансово виправданих енергоблоків, здатних працювати роками без заміни внутрішньої броні.