Jadrová fúzia je často označovaná ako „svätý grál“ energetiky, pretože sľubuje neobmedzený zdroj čistej energie. Kľúčovou výzvou je však vytvorenie reaktorov, ktoré vydržia extrémne podmienky v ich jadre. Vedci z Tokijského inštitútu vedy priniesli prelomovú inováciu. Vytvorili žiaruvzdornú zliatinu, ktorá by mohla byť rozhodujúcim krokom k praktickému využitiu fúznej energie. O téme informoval portál BGR.

Výnimočná zliatina

Nový materiál vznikol na báze zliatiny z rodiny Kanthal, ktorá je známa svojou odolnosťou voči vysokým teplotám. Pôvodná zliatina je tvorená železom, chrómom a hliníkom. Vedci ju vylepšili špeciálnou technológiou disperzie oxidových častíc (ODS). Výsledkom je zliatina, ktorá obsahuje drobné častice oxidov kovov, ktoré jej dodávajú pevnosť a odolnosť.

Vedci pokryli povrch materiálu vrstvou oxidu hlinitého, ktorý má výnimočnú tvrdosť a odolnosťou voči korózii. Vďaka ochrannej vrstve dokáže odolávať extrémnym podmienkam, ako sú vysoké teploty a agresívne prostredia, bez známok štrukturálneho poškodenia.

FonTech/Michal Luciak/ITER (Úprava redakcie)

Testy v extrémnych podmienkach

V experimentoch bola zliatina vystavená roztavenému lítiovo-olovenému zliatinovému kúpeľu pri teplote 600 °C. Výsledky testov priniesli pozitívne výsledky, pretože zliatina vykazovala minimálne poškodenie. Ďalším objavom pre vedcov bolo, že aj bez prídavnej vrstvy oxidu hlinitého sa na povrchu zliatiny spontánne vytvárala ochranná vrstva. Proces „samoliečby“ je mimoriadne cenný, najmä v prostredí fúznych reaktorov, kde je materiál vystavený dlhodobému a intenzívnemu zaťaženiu.

Krok bližšie k čistej budúcnosti

Aj keď samotné jadro fúznych reaktorov dosahuje teploty v miliónoch stupňov Celzia, vonkajšie vrstvy materiálov, vrátane chladiacich systémov, pracujú v rozmedzí niekoľkých stovák stupňov Celzia. Chladiace médiá, ako je lítiovo-olovená zliatina, hrajú kľúčovú úlohu pri odvádzaní tepla a regenerácii fúzneho paliva. Avšak ich korozívny charakter znamená, že väčšina materiálov pod týmto stresom rýchlo degraduje. Zliatina nielen dokáže odolať extrémnym podmienkam, ale aj predlžuje životnosť reaktorových komponentov, čo je kritické pre ich ekonomickú a praktickú prevádzku.

Štúdia bola publikovaná v časopise Corrosion Science. Ak budú testy a vývoj pokračovať úspešne, nová zliatina by mohla predstavovať revolúciu v udržateľnej energie. Predstavuje krok ku praktickému využitiu jadrovej fúzie.