Krok w kierunku fuzji jądrowej

Obecnie eksploatowane elektrownie nuklearne opierają się na zjawisku rozszczepienia jądra atomowego (zwykle izotopu uranu U-235). Tymczasem wspomniana fuzja jądrowa jest czymś w rodzaju reakcji odwrotnej - pierwiastki lekkie (np. izotopy wodoru - deuter i tryt) łączą się ze sobą na skutek działania olbrzymiego ciśnienia i temperatur rzędu milionów stopni Celsjusza. Na skutek połączenia jądra deuteru z jądrem trytu powstaje neutron oraz cząsteczka helu. Uwolniona w tej reakcji energia jest 4-krotnie większa niż w przypadku rozszczepienia atomu. Jest to niewątpliwy atut tej technologii, niemniej jednak zanim będziemy w stanie zastosować ją do produkcji energii czeka na nas jeszcze sporo wyzwań. Musimy m.in. stworzyć urządzenie, które oprócz ekstremalnych wartości ciśnienia i temperatury musi być odporne na działanie produktów ubocznych reakcji - bombardowanie neutronami oraz swoistą korozję wywołaną przez hel. Pierwiastek ten tworzy na ścianach reaktora niewielkie pęcherze, które z czasem łączą się ze sobą, co w konsekwencji doprowadza do zniszczenia materiału.

Nowo opracowany nanomateriał składa się m.in. z cienkich warstw wanadu i miedzi. Hel nie tworzy w nim pęcherzy - zamiast tego powstają długie kanały, przypominające naczynia krwionośne w żywej tkance. Kanały te po pewnym czasie łączą się ze sobą, a utworzona w ten sposób sieć pozwala odprowadzić hel i inne zanieczyszczenia ze środowiska reakcji. Taki "unaczyniony" materiał doskonale sprawdziłby się zatem przy budowie reaktorów do fuzji jądrowej, aczkolwiek wachlarz jego potencjalnych zastosowań wydaje się być dużo szerszy. Kanały można np. wypełnić odpowiednimi substancjami chemicznymi, dzięki którym kompozyt zyskałby zdolność do samonaprawiania się.

źródło: futurism.com, insights.globalspec.com; zdjęcie: pixabay.com