Istraživači predvođeni prof. Luo Guangnanom sa Instituta za fizičke nauke Hefei Kineske akademije nauka došli su do važnog otkrića o tome kako se materijali razlažu i mešaju na površinama unutar eksperimentalnog naprednog superprovodnog tokamaka (EAST). Otkrili su da je erozija materijala uzrokovana prekomernim toplotnim opterećenjem, fluksom čestica do prvog zida i energetskim jonima tokom izlaganja plazmi.
Njihovi rezultati objavljeni su u Journal of Nuclear Materials.
U EAST tokamaku, ključno je upravljati načinom na koji se gorivo skladišti i kako se plazma hladi nečistoćama, koje su čestice koje se oslobađaju kada plazma stupi u interakciju sa zidovima.
U ovoj studiji, istraživači su koristili tehniku koja se zove laserski indukovana spektroskopija raspada da bi proučavali ove nečistoće. Otkrili su da nečistoće potiču od erozije različitih materijala, kao što su volfram, molibden i ugljenik koji se koristi u zidovima i limiterima tokamaka.
Brzina kojom ovi materijali erodiraju zavisi od faktora kao što su toplotno opterećenje, energija jona koji udaraju o površinu, masa čestica i energija vezivanja jona. Način na koji se ove nečistoće zatim ponovo talože na površine zavisi od svojstava kao što su poroznost i toplotno širenje materijala, kao i od njihove strukturne kompatibilnosti i čvrstoće prijanjanja.
Studija je pokazala da se na površinama unutar tokamaka formirao sloj nečistoća debljine oko tri mikrometra, što ukazuje da su sve komponente doživele eroziju usled velikih toplotnih opterećenja i energetskih jona.
„Pomaže nam da razumemo habanje materijala u fuzionim reaktorima, što je ključno za poboljšanje njihove izdržljivosti i efikasnosti“, rekao je dr Imran, član istraživačkog tima.
