Китай створив надміцну сталь CHSN01 для термоядерних реакторів

Сплав CHSN01 витримує магнітні поля до 20 тесла та електромагнітне навантаження 1,3 гігапаскаля, зберігаючи пластичність. На думку головного фізика проєкту Лі Ліфенґа, сплав готовий до застосування за межами лабораторії, передає SCMP. Його межа міцності становить близько 1,5 гігапаскаля при температурі -269 °C, що приблизно на 40% вище, ніж у сталі, що використовується в реакторі ITER, інформує 24 Канал.

Попри пластичність та міцність новий сплав також стійкий до розтріскування і витримує 60 000 циклів увімкнення-вимкнення – повний розрахунковий термін служби китайського експериментального токамака BEST.

Майданчик будівництва токомака BEST / Фото Chinese Academy of Sciences

Що такого особливого у сплаві CHSN01?

Секрет сплаву полягає в ретельно підібраному хімічному складі. За основу інженери взяли сталь Nitronic-50, знизивши вміст вуглецю до менш ніж 0,01%, щоб уникнути крихкості при наднизьких температурах.

Водночас вони підвищили вміст азоту (до 0,3%) та нікелю, щоб зберегти пластичність металу. Мікроскопічні домішки ванадію утворюють наночастинки нітриду ванадію, які зміцнюють структуру без втрати в'язкості.

Надміцні оболонки для надпровідних магнітів є ключовим елементом токамака. Вони стримують величезні сили, що виникають під час роботи реактора. Завдяки CHSN01 інженери можуть створювати оболонки, які не деформуються під навантаженням. Це відкриває шлях до створення реакторів, які за об'ємом утричі менші за існуючі, але здатні виробляти більше енергії.

Станом на середину 2025 року на будівельний майданчик проєкту BEST у місті Хефей вже доставлено 500 тонн оболонок з CHSN01.

Сплав CHSN01 вже доставлений на майданчик де триває будівництво токомака BEST / Фото Handout

Потенціал CHSN01 виходить за межі термоядерної енергетики. Цей матеріал може знайти застосування в апаратах МРТ, прискорювачах частинок, поїздах на магнітній левітації та навіть у квантових комп'ютерах – всюди, де обладнання працює в умовах екстремального холоду та високих навантажень.

А тим часом китайські вчені запустили "штучне сонце" і його температура встановила новий рекорд. Термоядерний реактор Huanliu-3 досяг нового рекорду температури понад 100 мільйонів °C, наблизившись до самопідтримуваної термоядерної реакції.