俄羅斯國家核電子與航空航天研究所(NIIEFA)與莫斯科國立鋼鐵合金學院(MISIS)的專家攜手，成功研發(fā)出一種創(chuàng)新的鎢和銅復合材料。這種復合材料將專門用于俄羅斯原型TRT托卡馬克核聚變反應堆的偏濾器等離子體導向元件，標志著托卡馬克技術領域的又一重要突破。
鎢因其卓越的高導熱性、高熔點以及低離子和熱侵蝕率，被視為等離子體元件保護包層的理想材料。然而，鎢的脆性和與其他金屬因線性熱膨脹系數(shù)(CLTE)差異導致的兼容性問題，限制了其在散熱底座等方面的應用。為解決這一難題，俄羅斯科學家采用了真空滲透法，將多孔鎢基體與銅混合，實現(xiàn)了在單片鎢基板上逐層合成金屬粉末的部件。這種方法不僅優(yōu)化了材料的幾何結構，還通過控制性能滿足了特定任務的需求。NIIEFA電磁計算科學與研究研究所所長Pavel Piskarev指出，與傳統(tǒng)技術相比，新方法能夠創(chuàng)建具有優(yōu)化逐層功能梯度結構的產品，這得益于具有受控孔隙幾何形狀的體積螺旋晶格。
目前，使用新方法制作的樣品已經通過了機械測試、激光閃光熱導率測量和顯微鏡檢查，即將進入第一批模型的制造階段。此外，NIIEFA與MISIS還將合作在鋼上進行青銅表面處理，用于TRT托卡馬克反應堆第一壁元件，這些元件所受熱流相對較弱。此舉將進一步增強反應堆的耐用性和效率。
俄羅斯國家核能與能源局股份公司已完成TRT托卡馬克核聚變反應堆的初步設計，該項目被視為俄羅斯受控熱核聚變發(fā)展和核動力反應堆建設的關鍵階段。TRT反應堆采用高溫超導體制成，具有長放電脈沖、強磁場和先進的電磁系統(tǒng)。其建設主要基于跨國ITER項目的經驗和知識，并計劃在2030年前建成。TRT項目旨在促進快速且經濟地過渡到純聚變反應堆以及混合聚變裂變系統(tǒng)，為全球能源領域帶來革命性的變化。此次新型復合材料的開發(fā)，無疑為TRT托卡馬克反應堆的成功建設奠定了堅實的基礎。
