Инженеры из Университета Суррея обнаружили скрытую уязвимость в стали и нашли способ её устранить. Их открытие может повысить прочность, долговечность и безопасность термоядерных реакторов.
Термоядерная энергетика обещает чистую и надёжную энергию, снижая выбросы углекислого газа. Однако для реализации этого потенциала реакторы должны быть долговечными и безопасными. Термоядерный синтез работает путём слияния атомов с выделением большого количества энергии. Он производит меньше вредных отходов, чем традиционная ядерная энергетика, но требует точных прогнозов поведения материалов.
Изучив поведение сварных деталей при экстремально высоких температурах внутри реактора, инженеры предложили более эффективный метод выявления и устранения слабых мест в стали Р91. Этот металл отличается прочностью и термостойкостью, делая его идеальным для термоядерных реакторов.
Сварка создаёт внутреннее напряжение, которое может снизить прочность стали при высоких температурах (550°C). Металл становится хрупким и теряет до 30% своей прочности.
Исследователи разработали технологию визуализации PFIB-DIC для изучения сварной стали на микроскопическом уровне. Она позволяет видеть напряжение в узких зонах сварки, недоступных ранее.
Результаты помогут улучшить компьютерные модели и инструменты машинного обучения для проектирования реакторов. Теперь их можно обучать на реальных данных, ускоряя разработку термоядерных электростанций. Например, британской программы STEP и европейского проекта DEMO.
Инженеры предложили новый способ проверки безопасности металлических соединений при экстремально высоких температурах. Это открытие может применяться не только в термоядерных реакторах, но и в других отраслях.