FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь
176 городов
September – October
176 cities
12-14 октября 2018
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры

Смоделировано поведение металла в термоядерном реакторе

Ученые разработали технологию оптической диагностики поверхности металла, которая позволяет в реальном времени наблюдать воздействие мощного импульсного нагрева. Метод помогает прогнозировать реакцию материала при тепловой нагрузке на первую стенку вакуумной камеры строящегося термоядерного реактора ITER. Работа сотрудников Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), Новосибирского государственного университета и Новосибирского государственного технического университета выполнена при поддержке гранта РНФ, результаты опубликованы в журнале Physica Scripta.

Множество лабораторий по всему миру исследуют то, как мощные потоки плазмы воздействуют на материалы. Устойчивость материалов первой стенки вакуумной камеры – это одна из ключевых проблем при создании источника энергии на основе управляемого термоядерного синтеза. Ожидается, что температура плазмы в токамаке ITER будет составлять 150 миллионов 0C. В спокойном состоянии она удерживается магнитным полем и с поверхностью не соприкасается, но реактор предположительно будет работать в режиме, при котором неизбежны неконтролируемые выбросы плазмы.

Благодаря методике, которая дает возможность изучать динамику импульсного теплового удара и последующего растрескивания материала, ученые получили принципиально новые данные о поведении материалов в экстремальных условиях. Экспериментально обнаруженная задержка между воздействием и реакцией на него может изменить представления о механизмах хрупкого разрушения твердых тел.

Традиционные способы анализа применяются уже после теплового воздействия, и поэтому дают только косвенное представление о том, что происходило с металлом непосредственно во время импульсного нагрева. В этом случае ученые вынуждены восстанавливать ход событий по следам разрушений, которые остались на поверхности материала. Новый метод позволяет диагностировать материал в реальном времени.

«На нашем экспериментальном стенде BETA (Beam of Electron for material Test Applications, электронный пучок для испытаний материалов, — прим. Indicator.Ru) комплекса ГОЛ-3 мы развиваем in situ оптические диагностики, — рассказывает соавтор работы Александр Васильев. — Для создания теплового удара мы используем мощный пучок электронов: он дает относительно мало фонового света, который обычно мешает в таких диагностиках. При этом мы отслеживаем состояние поверхности по структуре ее теплового свечения и рассеяния на ней излучения диагностического лазера. Сочетание метода импульсного нагрева и разработанных нами диагностик позволяет в реальном времени отслеживать модификацию поверхности. Нам удалось выяснить, что при равномерном нагреве, на ней могут образовываться горячие области с повышенной деформацией».

Сейчас наиболее подходящим материалом для термоядерного реактора считается вольфрам, который устойчив к термическим и радиационным нагрузкам. Во время импульсного нагрева материал сильно расширяется, а затем при охлаждении сжимается и трескается. Новая технология позволяет ученым прогнозировать поведение вольфрама при таких нагрузках: у используемого в экспериментах пучка настраивают параметры, сходные с предполагаемыми импульсами плазмы в реакторе ITER (длительность — до 300 микросекунд, мощность — 10 ГВт/м2).

По словам Александра Васильева, процесс растрескивания, как показали эксперименты, проходит намного сложнее, чем предполагалось ранее. Оказалось, что трещины могут появляться не во время теплового воздействия, а с неожиданно большой задержкой после него. «При длительности импульса нагрева менее одной тысячной секунды, за которую вольфрам успевает нагреться на несколько тысяч градусов, мы наблюдали образование трещин через несколько секунд после воздействия, когда материал уже остыл до комнатной температуры», — отметил ученый.

 

Источник http://rscf.ru

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Математик МГУ изучил систему, описывающую движение жидких кристаллов

Сотрудник механико-математического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова доказал теорему существования и единственности для полной трехмерной математической системы.

Сила математического мышления

Если вы уверены, что математика — это абстрактная наука, имеющая ничуть не большую (если не меньшую) связь с реальностью, чем фантазии Дон Кихота, вы глубоко ошибаетесь.

Наше ухо не похоже на микрофон!

Новое открытие в области нейрофизиологии породило больше вопросов, чем ответов. Ученые выяснили, что возможности человеческого слуха выше, чем думали ранее. 

Как рыба в буквальном смысле шевелит мозгами

Ученые смогли подсветить нейроны мозга у рыб.

Голоса одноклеточных в пустыне

Последнее изобретение в области звукозаписи — золотая сфера диаметром 60 нм. Его разработчики поставили себе цель записывать звуки, которые издают бактерии и другие одноклеточные организмы.