俄羅斯科學(xué)院 AN Frumkin 物理化學(xué)與電化學(xué)研究所 (IPCE-RAS) 和國(guó)家核研究大學(xué) (NRNU) MEPhI [莫斯科工程與物理研究所] 的研究人員開發(fā)了一種保護(hù)聚變反應(yīng)堆壁的技術(shù)。
在托卡馬克中，等離子體被磁場(chǎng)固定在適當(dāng)?shù)奈恢茫入x子體流仍然可能與反應(yīng)堆壁接觸，造成損壞。因此，加熱的壁材料被噴涂有保護(hù)涂層，但這可能作為雜質(zhì)進(jìn)入等離子體。因此，等離子體冷卻，這會(huì)干擾核聚變。
“汗墻”概念涉及用液態(tài)鋰從中流出的通道網(wǎng)絡(luò)覆蓋反應(yīng)器內(nèi)部。這種輕元素的原子核很難冷卻等離子體。“汗水”壁的材料必須耐火且導(dǎo)熱，并且不得與液態(tài)鋰發(fā)生化學(xué)作用。
“面向等離子體元件的材料選擇仍然是一個(gè)科學(xué)爭(zhēng)論的問題。目前正在對(duì)各種材料及其共軛方法以及保護(hù)涂層進(jìn)行測(cè)試。”IPCE-RAS 難熔化合物異相合成實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Vladimir Dushik 說道。
因此，俄羅斯兩家研究所的科學(xué)家提出使用化學(xué)氣相沉積方法來結(jié)合鎢和銅兩種金屬的特性。
Dushik 解釋道：“鎢的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都創(chuàng)下了歷史新高，可以承受高熱負(fù)荷，而且不會(huì)與液態(tài)鋰發(fā)生作用。解決方案是在銅基板上沉積 30 微米的鎢層。該層將承受等離子體和化學(xué)活性鋰的主要攻擊。”
根據(jù) Dushik 的說法，從氣相獲得的涂層具有低孔隙率，這可以防止銅基材與液態(tài)鋰的相互作用。它們還具有高純度，可以防止托卡馬克工作空間受到污染。
杜什克指出："模型銅基板上的一批試驗(yàn)涂層已在 NRNU MEPhI 和電物理設(shè)備研究所進(jìn)行了一系列測(cè)試。對(duì)真空中的鋰浸潤(rùn)性和鋰流動(dòng)性、散熱均勻性和熱循環(huán)的測(cè)試表明，盡管鎢和銅的熱膨脹系數(shù)不同，而且厚度較低，但鎢涂層仍保持了其耐久性、完整性和保護(hù)特性。”
