Китай створив надміцну сталь CHSN01 для термоядерних реакторів
- Китайські вчені розробили новий надміцний сталевий сплав CHSN01 для термоядерних реакторів, який перевершує за міцністю існуючі аналоги і готовий до промислового використання.
- Сплав CHSN01 витримує екстремальні умови, такі як магнітні поля до 20 тесла та електромагнітне навантаження 1,3 гігапаскаля, зберігаючи пластичність і стійкість до розтріскування, і може бути використаний у різних високотехнологічних галузях.
- Сплав створений на основі сталі Nitronic-50 з модифікацією хімічного складу для підвищення міцності та пластичності, що дозволяє зменшити обсяг реакторів та збільшити їхню ефективність.
Китайські вчені розробили новий надміцний сталевий сплав CHSN01, призначений для термоядерних реакторів нового покоління. Цей матеріал значно перевершує за міцністю існуючі аналоги, що дозволить створювати компактніші, дешевші та ефективніші установки для керованого термоядерного синтезу. Сплав вже готовий до промислового використання.
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.
Дивіться також Стартап стверджує, що перетворив ртуть на золото за допомогою термоядерного синтезу
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.
Часті питання
Що таке сплав CHSN01 і які його характеристики?
Сплав CHSN01 витримує магнітні поля до 20 тесла та електромагнітне навантаження 1,3 гігапаскаля, зберігаючи пластичність. 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.
Які переваги сплаву CHSN01 у порівнянні з іншими матеріалами?
Сплав CHSN01 має високу пластичність та міцність, стійкість до розтріскування і витримує 60 000 циклів увімкнення-вимкнення. Він дозволяє створювати оболонки, які не деформуються під навантаженням, що відкриває шлях до створення більш компактних реакторів, здатних виробляти більше енергії.
Які можливі застосування сплаву CHSN01 поза термоядерною енергетикою?
Сплав CHSN01 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.