Ученые из России совершили важный прорыв в разработке материалов для термоядерных реакторов, используя технологии 3D-печати. Исследователи из Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" и Института электрофизической аппаратуры имени Д.В. Ефремова разработали уникальный композит из меди и вольфрама, который может выдерживать экстремальные условия внутри термоядерных реакторов.
30 января 2025 года команда представила новую технологию, которая сочетает в себе 3D-печать и традиционные методы производства. Это позволяет создавать детали, способные выдерживать огромные температуры и воздействие изотопов водорода, что критически важно для работы термоядерных электростанций.
Термоядерные реакторы — это потенциальный источник почти неисчерпаемой энергии, но их создание связано с огромными техническими трудностями. Одна из главных проблем — материалы, которые должны выдерживать экстремальные нагрузки. Вольфрам, например, обладает высокой температурой плавления, но он очень хрупкий. Медь, наоборот, хорошо проводит тепло, но не такая прочная. Новый композит объединяет лучшие свойства обоих материалов.
Ученые использовали метод селективного лазерного плавления — это технология 3D-печати, которая позволяет создавать сложные детали с высокой точностью. Благодаря этому они смогли создать материал с плотностью 96,7%, что значительно улучшает его механические свойства. Теперь можно изготавливать детали с заданной геометрией, что делает их более подходящими для конкретных задач.
Следующий шаг — создание прототипов компонентов для термоядерных реакторов и их тестирование в условиях, близких к реальным. Если все пройдет успешно, это может стать важным шагом на пути к созданию коммерческих термоядерных электростанций.
Термоядерная энергия — это не только решение энергетических проблем на Земле, но и ключ к освоению космоса. Например, такие технологии могут быть использованы для создания энергоустановок для дальних космических миссий. Однако эксперты предупреждают, что до практического применения еще далеко. Экономическая эффективность термоядерной энергии пока остается под вопросом, и потребуется еще много исследований, чтобы сделать ее доступной.