Hợp kim siêu bền để củng cố "bức tường đầu tiên" của lò phản ứng nhiệt hạch hạt nhân

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) của Đức, phối hợp với công ty laser-hợp nhất Focused Energy, đã phát triển các vật liệu siêu bền nhằm tăng cường “bức tường đầu tiên” của các lò phản ứng hợp nhất hạt nhân trong tương lai. Bức tường đầu tiên là bề mặt trong cùng của buồng chân không lò phản ứng hợp nhất, tiếp xúc trực tiếp với plasma siêu nóng và bức xạ neutron cực mạnh. Rào cản quan trọng này phải chịu được nhiệt độ cao hơn cả mặt trời và áp lực cơ học dữ dội để bảo vệ các thành phần bên trong lò phản ứng. Dự án DINERWA tập trung vào việc tạo ra các vật liệu cấu trúc và chức năng bền bỉ, bao gồm thép gia cường phân tán oxit, hợp kim đồng, tungsten cấu trúc nano và hợp kim đa thành phần cao, được thiết kế ở cấp độ vi mô để duy trì sự ổn định dưới tải nhiệt và bức xạ cực đoan. Ngoài đổi mới vật liệu, nhóm nghiên cứu còn phát triển các kỹ thuật sản xuất và ghép nối để lắp ráp các vật liệu này thành các mô-đun phức tạp của lò phản ứng có khả năng chịu đựng điều kiện vận hành thực tế. Việc thử nghiệm được tiến hành tại cơ sở HELOKA của KIT, nơi mô phỏng các dòng nhiệt cao và áp lực cơ học dự kiến trong hợp nhất hạt nhân.