Ученые Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения (ИЯФ СО) РАН предложили защищать конструкции токамака ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) от потока термоядерных нейтронов с помощью керамики из карбида бора. Разные типы керамики были исследованы на экспериментальных стендах института, после чего отчет об экспериментах был рассмотрен и утвержден экспертами ITER, сообщила в четверг пресс-служба ИЯФ СО РАН.

В создании ITER участвуют Евросоюз, Индия, Китай, Южная Корея, Россия, США и Япония. Реактор строится рядом с исследовательским центром Карадаш в Провансе (Франция). Цель проекта ITER - продемонстрировать возможность использования термоядерной энергии в промышленных масштабах. ITER сравним по масштабам с Большим адронным коллайдером и Международной космической станцией.

"После проведения опытов с данным материалом ученые ИЯФ СО РАН предоставили отчет в головную организацию проекта ITER, которая утвердила керамику из карбида бора как материал для нейтронной защиты", - говорится в сообщении.

Старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Андрей Шошин отметил, что железоводный способ защиты, используемый в реакторах деления, не подходит для проекта ITER из-за строгих ограничений по весу всей конструкции.

"Нам был нужен очень легкий материал, который эффективно захватывает как горячие нейтроны, рожденные в результате термоядерных реакций, так и медленные, рассеянные затем на элементах конструкций. Материалом, отвечающим всем требованиям, оказался <...> карбид бора. Чтобы предложить использование керамики из карбида бора в проекте ITER, мы провели элементный анализ, показавший, что материал не содержит запрещенных примесей, и доказали, что его можно использовать в вакууме", - приводит пресс-служба слова Шошина.

Последующие задачи

"Будкеровский институт принимает участие во многих международных научных проектах. ITER - не исключение. Перед специалистами из Новосибирска стояла задача - изучить материал, способный обеспечить эффективную радиационную защиту и снизить радиационный фон, при этом не утяжелив конструкцию токамака", - привели в пресс-службе ИЯФ СО РАН комментарий руководителя диагностического департамента ITER Майкла Уолша.

Керамика из карбида бора, отметил Уолш, будет использоваться в условиях высокого вакуума, поэтому для корректных результатов ученым нужно было решить сложную физическую задачу - измерить коэффициент термического газоотделения карбида бора. "С ней наши коллеги блестяще справились. Следующая задача - разработать технологию производства керамики из карбида бора для ITER, которая позволит нарабатывать материал в больших объемах по разумной стоимости", - сказал он.

Для ITER ключевыми характеристиками при выборе материала были малый вес и способность эффективно поглощать нейтроны. "Но керамика из карбида бора может использоваться и в других областях - например, в ядерной промышленности как поглотитель нейтронов, в аэрокосмической отрасли, которой необходимы новые композитные материалы с металлической матрицей, на производствах, где требуются сверхпрочные конструкции", - подчеркнул Уолш.