Ученые «Росатома» получили новую сталь для российского токамака

В лаборатории Научно-производственного объединения «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения» (входит в машиностроительный дивизион «Росатома») получена принципиально новая сталь, характеристики которой позволят изготовить из нее ключевые компоненты для планируемого к сооружению российского токамака с реакторными технологиями.

В частности, вакуумную камеру, где будет удерживаться и нагреваться плазма, а также силовую структуру электромагнитной системы.

Перед учеными стояла задача создать достаточно прочный материал, способный сохранять свои свойства в условиях экстремально низких температур, высоких механических нагрузок и нейтронного облучения, но при этом не искажать магнитное поле, создаваемое в термоядерной установке для удержания плазмы. За основу взяли наработки советской научной школы, воспроизвели технологию в лабораторных условиях и оптимизировали с учетом современных требований конструкторов.

В рамках проекта нам удалось не только восстановить утраченные технологические компетенции, но и выйти на качественно новый уровень характеристик, сформировав технологическую основу для создания материалов нового поколения для термоядерных установок. Достигнутый результат не является прямым “масштабированием” прежних решений: переработаны химический состав, структура материала и технологические режимы, включая параметры термодеформационной и термической обработки. Это позволило одновременно решить две противоречивые задачи — повышение прочности и сохранение низкой магнитной восприимчивости, — отметил директор по инновационным проектам ЦНИИТМАШ Иван Иванов.

Токамак с реакторными технологиями – прототип термоядерного реактора с длинным импульсом, сильным магнитным полем и электромагнитной системой из высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП). В создании установки участвуют организации Российской академии наук и «Росатома», а также Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» (НИЦ «Курчатовский институт»). Сооружение ТРТ запланировано на площадке научного института «Росатома» в Троицке. Ожидается, что сооружение ТРТ станет важным этапом на пути освоения управляемого термоядерного синтеза и создания в России энергетического термоядерного реактора, экологически чистого источника энергии с практически неисчерпаемыми топливными ресурсами.

Вакуумная камера токамака с реакторными технологиями — ключевой компонент установки, где происходит удержание и нагрев плазмы для проведения термоядерных реакций. Материал камеры должен быть немагнитным, высокопрочным, термо- и радиационно-стойким, при этом еще и технологичным. Достигнуть сочетания всех этих качеств – трудная материаловедческая задача.