Pentru construcția reactoarelor de fuziune nucleară este necesară utilizarea unor magneți superconductori care trebuie să funcționeze în câmpuri magnetice intense și la temperaturi apropiate de zero absolut. Aceste condiții extreme impun cerințe extraordinare asupra materialelor structurale utilizate, care trebuie să rămână rezistente și stabile în ciuda temperaturilor foarte scăzute și a stresului.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
China a dezvoltat noul oțel pornind de la experimentele în domeniul fuziunii ale ITER
Găsirea unui material care să reziste la ambele condiții a reprezentat o provocare pentru oamenii de știință timp de decenii. Acum, cercetătorii din China au introdus CHSN01 (China high-strength low-temperature steel No 1) un aliaj special conceput pentru a satisface aceste cerințe, potrivit Interesting Engineering.
Anul acesta, CHSN01 a fost utilizat în construcția celui ce, potrivit presei chineze, este primul reactor nuclear de fuziune din lume, marcând o etapă importantă în știința materialelor și tehnologia fuziunii.
Cu mai bine de un deceniu în urmă, oamenii de știință chinezi priveau deja dincolo de capacitățile proiectelor internaționale de fuziune. În 2011, o echipă a dezvoltat prima soluție viabilă pentru magneții reactoarelor de fuziune.
Cu toate acestea, Li Laifeng, cercetător la Institutul Tehnic de Fizică și Chimie al Academiei Chineze de Științe, a rămas prudent. El a subliniat că, deși magneții Reactorului Termonuclear Experimental Internațional (ITER) au fost proiectați să funcționeze la o intensitate maximă de 11,8 Tesla, reactoarele viitoare vor necesita probabil câmpuri magnetice și mai puternice și materiale mai avansate.
El a menționat, de asemenea, că ITER, care se construiește în Franța, a fost proiectat numai pentru cercetare și nu va produce energie electrică, spre deosebire de reactorul de fuziune planificat de China, a raportat South China Morning Post.
Prin urmare, în 2017, Li a prezentat un nou material la Conferința internațională privind materialele criogenice din SUA. Cu toate acestea, mulți experți străini s-au arătat sceptici, considerând că îmbunătățirea oțelului inoxidabil 316LN standard ITER, deja proiectat pentru condiții extreme de fuziune, era practic imposibilă și nu vedeau necesitatea unei noi abordări.
Până în 2017, cercetătorii chinezi au înregistrat progrese prin adăugarea de vanadiu și ajustarea nivelurilor de carbon și azot pentru a îmbunătăți rezistența și duritatea oțelului. Cu toate acestea, materialul nu a atins performanțele necesare pentru fuziune.
Lansarea unei alianțe naționale de cercetare pentru crearea unui nou oțel criogenic
Descoperirea nu a avut loc decât în 2020, când renumitul fizician Zhao Zhongxian a început să participe la ședințele echipei. Expert de renume în fizica criogenică și câștigător al celui mai important premiu științific din China în 2017, Zhao a subliniat de mult timp importanța materialelor în tehnologiile supraconductoare. Implicarea sa a contribuit la schimbarea dinamicii proiectului într-un moment critic.
În 2021, China a stabilit standarde exigente pentru materialele reactoarelor de fuziune: rezistență la curgere de 1.500 MPa și alungire de peste 25% la temperaturi criogenice. Expertul în fuziune Li Jiangang a calificat dezvoltarea oțelului avansat ca fiind esențială. În același an, Li Laifeng a condus lansarea unei alianțe naționale de cercetare pentru crearea unui nou oțel criogenic intern, reunind institute, companii și specialiști în sudură.
În august 2023, oțelul CHSN01 a fost confirmat ca îndeplinind standardele cheie, suportând câmpuri magnetice de 20 Tesla și rezistând la o tensiune de 1.300 MPa cu o rezistență ridicată la oboseală. CHSN01 este utilizat în prezent în reactorul de fuziune BEST din China, al cărui asamblare a început în mai 2023 și care urmează să fie finalizat până în 2027.
Din cele peste 6.000 de tone de piese asamblate pentru reactor, 500 de tone de manta conductoare sunt fabricate din oțel CHSN01 produs intern, pe care China intenționează să îl utilizeze și în alte proiecte în afara fuziunii.
