Tungsten isotop hjælper med at studere, hvordan man panser fremtidige fusionsreaktorer

En ny undersøgelse offentliggjort i Journal of Nuclear Materials vil hjælpe med udviklingen af ​​materialer, der kan modstå de ekstreme forhold inde i en fusionsreaktor. Den internationale ITER-fusionsreaktor er i øjeblikket under opførelse i Frankrig, og den forventes at producere sit første plasma i 2025. Forskere ved National Ignition Facility (NIF) studerer, hvordan wolfram, som er et ildfast metal med højt smeltepunkt og varmeledningsevne , interagerer med deuterium og tritium som forberedelse til ITER.

Fusion er en proces, der kombinerer to atomer til ét og frigiver en stor mængde energi. I en fusionsreaktor opvarmes deuterium og tritium til ekstremt høje temperaturer og kombineres til helium og en neutron. Neutronen bærer det meste af den energi, der frigives ved fusionsreaktionen, og den skal absorberes af reaktorvæggene for at forhindre, at den beskadiger reaktorkomponenterne.

Tungsten er en af ​​de førende kandidater til det materiale, der skal bruges til at pansere væggene i en fusionsreaktor. Wolfram er dog også skørt, og det kan blive beskadiget af de højenergineutroner, der frigives ved fusionsreaktionen. Forskere ved NIF studerer, hvordan wolframisotoper, som er forskellige former for wolfram med forskelligt antal neutroner, kan bruges til at forbedre ydeevnen af ​​wolframpanser i en fusionsreaktor.

Forskerne brugte en kraftig laser til at opvarme wolframprøver til temperaturer på over 1 million grader Celsius. De tilføjede derefter deuterium og tritium til prøverne og undersøgte, hvordan wolfram interagerer med gasserne. Resultaterne af undersøgelsen viste, at wolframisotoperne opfører sig forskelligt i nærværelse af deuterium og tritium, og at forskellene i adfærd kunne bruges til at forbedre ydeevnen af ​​wolframpanser i en fusionsreaktor.

Undersøgelsen er et væsentligt skridt fremad i udviklingen af ​​materialer, der kan modstå de ekstreme forhold inde i en fusionsreaktor. Resultaterne af undersøgelsen vil blive brugt til at designe og teste nye wolframpansermaterialer til ITER, og de vil være med til at bane vejen for udviklingen af ​​fremtidige fusionsreaktorer.