Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) выполнили уникальные расчеты воздействия сверхгорячей плазмы в Международном термоядерном экспериментальном реакторе (ИТЭР) на его стенки. Эти расчеты впервые учли сложную геометрию стенок реактора со всеми его выемками и выступами, а не опирались на упрощенные модели, как это было ранее.
Результаты показали, что первоначально выбранный материал стенок — бериллий — может подвергнуться чрезмерному разрушению под воздействием плазмы. На основании этих вычислений руководство проекта ИТЭР решило заменить бериллиевое покрытие стенок на вольфрамовое, более устойчивое к экстремальным температурам.
«Руководство ИТЭР поставило нам задачу произвести расчеты параметров раскаленной плазмы, которая будет подходить вплотную к физическим стенкам будущего термоядерного реактора. С учетом расчетов, которые мы представили, руководство приняло решение о реконструкции реактора и замене стенок», — сообщил Владимир Рожанский, заведующий научной лабораторией «Теория и моделирование плазмы токамаков».
Внутри ИТЭР плазма разогревается до более чем 100 миллионов градусов Цельсия. Магнитное поле удерживает плазму, предотвращая прямой контакт с металлическими стенками. Однако, даже при таком подходе вблизи стенок температура плазмы достигает 10 000 градусов, что требует применения особо прочных и жаростойких материалов.
