Консорциум NEURONE — рабочая группа Управления по атомной энергии Великобритании — продемонстрировал промышленное производство термоядерной стали. В нем говорится, что это достижение может на порядок снизить производственные затраты и повысить эффективность будущих термоядерных электростанций.
Консорциум NEURONE (Neutron Irradiation of Advanced Steels) — это сотрудничество на сумму 12 миллионов фунтов стерлингов (15 миллионов долларов США) между отделом материалов UKAEA и академическими и промышленными партнерами по всей Великобритании, а также международными партнерами, которые предоставляют доступ к установкам для нейтронного облучения. Академическими партнерами являются Университет Суонси, Университет Шеффилда, Бирмингемский университет, Имперский колледж Лондона, Манчестерский университет, Бристольский университет, Стратклайд-университет Глазго и Оксфордский университет. В проекте участвуют две отраслевые организации-партнеры — Институт обработки материалов (MPI) и Sheffield Forgemasters, а также Австралийская организация ядерной науки и технологий.
Консорциум был создан в апреле 2023 года для проведения исследований, испытаний и разработки сталей, которые могут работать при более высоких температурах по сравнению с обычными аналогами. Это позволит максимально увеличить мощность термоядерных установок по извлечению тепла, которое используется для приведения в действие турбин и выработки электроэнергии, что повысит общую эффективность термоядерных электростанций.
UKAEA — национальная организация Великобритании, ответственная за исследования и производство термоядерной энергии, — объявила, что консорциум успешно произвел ферритно-мартенситную сталь с пониженной активацией (RAFM) в промышленных масштабах, используя семитонную электродуговую печь (EAF) в Институте обработки материалов в Мидлсборо.
«Одной из основных задач при производстве термоядерной энергии является разработка конструкционных материалов, способных выдерживать экстремальные температуры (по крайней мере, до 650°C) и высокие нейтронные нагрузки, которые потребуются для будущих термоядерных электростанций», — сказал Дэвид Боуден, руководитель группы по материаловедению и инженерии в UKAEA и руководитель программы NEURONE.
В результате термоядерной реакции возникают высокие температуры и уровни радиации, вызванные высокими нейтронными нагрузками. Таким образом, конструкционные материалы играют важную роль в поддержании целостности термоядерной электростанции в этих условиях.
По данным UKAEA, основанный на технологии электродуговых печей, с улучшенными процедурами очистки и термомеханическими протоколами, этот подход может значительно снизить производственные затраты (до 10 раз) по сравнению с традиционными аналогами RAFM, используя существующую и легко масштабируемую инфраструктуру в цепочке поставок.
Институт обработки материалов руководил испытаниями, которые позволили изготовить, протестировать и проанализировать специальные жаропрочные стали, первоначально в лабораторных условиях, а затем провести испытания в промышленных масштабах в их электродуговой печи.
«Как единственное суверенное британское исследовательское предприятие по производству стали, способное производить сталь RAFM в таких масштабах, это революционный момент для исследований и разработок в области ядерного синтеза», — сказал Ричард Бирли, руководитель проекта NEURONE в Институте обработки материалов. «Производство 5,5 тонн плавленой стали марки RAFM закладывает основу для экономически эффективного производства этих видов плавленой стали для будущих коммерческих программ плавки.
«NEURONE планирует производить усовершенствованные варианты стали RAFM, способные работать при температуре до 650°C, что является чрезвычайно высокой температурой, учитывая физические особенности поведения облучаемых материалов в твердом состоянии. Разработка этих видов стали также может принести пользу смежным отраслям промышленности, которым требуются высокопрочные конструкционные стали с высокой температурой плавления, таким как производство ядерного топлива или нефтехимия. В рамках программы также планируется производство оптимизированного усовершенствованного сплава RAFM с использованием электродуговой печи в многотонных объемах, аналогичных лучшей в ЕС стали для плавки в процессе разработки (RAFM) (EUROFER 97)».
Ожидается, что проект NEURONE продлится до марта 2028 года.
+ There are no comments
Add yours