Ученые из Майами нашли замену вольфраму для термоядерного синтеза

Инженер-механик Джакомо По из Университета Майами провёл серию экспериментов с высокоэнтропийными сплавами, которые могут стать основой для создания термоядерных реакторов нового поколения. Исследователь использовал сфокусированный ионный пучок для формирования металлических структур толщиной в несколько сотен раз меньше человеческого волоса, а затем изучил их поведение под воздействием высоких температур и механических нагрузок с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Главной проблемой при создании термоядерных реакторов остаётся отсутствие материалов, способных функционировать при температурах в десятки миллионов градусов. Существующий кандидат — вольфрам — не выдерживает длительного воздействия экстремального давления, постоянной радиации и критических температур. По этой причине команда обратилась к высокоэнтропийным сплавам, которые содержат пять и более элементов примерно в равных пропорциях.

Методика исследования объединяет экспериментальную деформацию образцов при высоких температурах в электронном микроскопе с компьютерным моделированием. Данные, полученные в результате наблюдений, преобразуются в математические модели и уравнения, которые затем проверяются экспериментально в том же масштабе. Ключевым вопросом является изучение процесса ползучести при облучении — постепенной деформации материала под воздействием радиации, которая может привести к охрупчиванию конструкции реактора.