В Китае разработали новый сверхпрочный стальной сплав «CHSN01», который превосходит по прочности существующие аналоги
Китайские ученые разработали новый сверхпрочный стальной сплав «CHSN01», предназначенный для термоядерных реакторов нового поколения.
Этот материал значительно превосходит по прочности существующие аналоги, что позволит создавать более компактные, дешевые и эффективные установки для управляемого термоядерного синтеза.
Сплав «CHSN01» выдерживает магнитные поля до 20 тесла и электромагнитную нагрузку 1,3 гигапаскаля, сохраняя пластичность.
Его предел прочности составляет около 1,5 гигапаскаля при температуре -269°C, что примерно на 40% выше, чем у стали, используемой в реакторе «ITER».
Несмотря на пластичность и прочность новый сплав также устойчив к растрескиванию и выдерживает 60 000 циклов включения-выключения – полный расчетный срок службы китайского экспериментального токамака «BEST».
Секрет сплава заключается в тщательно подобранном химическом составе. За основу инженеры взяли сталь «Nitronic-50», снизив содержание углерода до менее чем 0,01%, чтобы избежать хрупкости при сверхнизких температурах.
В то же время они повысили содержание азота (до 0,3%) и никеля, чтобы сохранить пластичность металла. Микроскопические примеси ванадия образуют наночастицы нитрида ванадия, которые укрепляют структуру без потери вязкости.
Сверхпрочные оболочки для сверхпроводящих магнитов являются ключевым элементом токамака. Они сдерживают огромные силы, возникающие во время работы реактора. Благодаря «CHSN01» инженеры могут создавать оболочки, которые не деформируются под нагрузкой. Это открывает путь к созданию реакторов, которые по объему втрое меньше существующих, но способны производить больше энергии.
Потенциал «CHSN01» выходит за пределы термоядерной энергетики. Этот материал может найти применение в аппаратах МРТ, ускорителях частиц, поездах на магнитной левитации и даже в квантовых компьютерах – везде, где оборудование работает в условиях экстремального холода и высоких нагрузок.
