У Китаї понад десять років проводили розробки, які втілилися у сплав CHSN01 (китайська надміцна високотемпературна сталь). Він витримує роботу в магнітних полях до 20 Тл та навантаження до 1300 МПа. У 2025 році його вперше використали під час зведення установки, яку китайські ЗМІ називають першим у світі термоядерним енергетичним реактором.

Про це пише Interesting Engineering.

Що відомо про створення нового сплаву у Китаї

Термоядерні реактори спираються на потужні надпровідні магніти, яким доводиться працювати в екстремальних магнітних полях і за температур, близьких до абсолютного нуля. Такі умови вимагають матеріалів, що залишаються міцними та стабільними попри холод і механічний стрес. Довго знайти сплав, здатний поєднати ці характеристики, не вдавалося — тепер китайські дослідники представили спеціально розроблений CHSN01.

Понад десять років тому в Китаї почали шукати рішення, що вийде за межі можливостей міжнародних проєктів. Уже 2011 року команда запропонувала перший життєздатний матеріал для магнітів реактора, однак Лі Лайфен з Технічного інституту фізики та хімії Китайської академії наук застерігав, що якщо магніти ITER обмежуються приблизно 11,8 Тл, майбутнім реакторам знадобляться ще вищі поля й нові матеріали. Він також наголошував, що експериментальний ITER у Франції не призначений для виробництва електроенергії, на відміну від запланованого в Китаї енергетичного реактора.

У 2017 році Лі представив новий матеріал на Міжнародній конференції з кріогенних матеріалів у США, але багато іноземних фахівців скептично поставилися до ідеї перевершити сталевий стандарт ITER — 316LN — і не бачили потреби у зміні підходу. До 2017 року дослідники в Китаї просунулися завдяки додаванню ванадію та коригуванню вмісту вуглецю й азоту, підвищивши міцність і ударну в’язкість, однак матеріал ще не відповідав вимогам термоядерних установок.

Перелом стався у 2020 році, коли до обговорень команди приєднався знаний фізик Чжао Чжунсянь — експерт із кріогенної фізики та лауреат найвищої наукової нагороди Китаю 2017 року. Він давно підкреслював ключову роль матеріалів у надпровідних технологіях, і його участь надала проєкту нового імпульсу в критичний момент.

У 2021 році в Китаї встановили жорсткі цілі для матеріалів термоядерного реактора: границя плинності 1500 МПа та понад 25% відносного подовження за кріогенних температур. Того ж року Лі Лайфен очолив запуск національного консорціуму з розробки нового вітчизняного кріогенного сплаву, об’єднавши наукові інститути, промислових партнерів і фахівців зі зварювання.

У серпні 2023 року було підтверджено, що CHSN01 відповідає ключовим вимогам: витримує магнітні поля до 20 Тл і навантаження до 1300 МПа, демонструючи високу втомну міцність. Нині сплав застосовують у китайському реакторі BEST, складання якого стартувало у травні 2023 року, а завершення робіт заплановане на 2027 рік. З понад 6000 тонн змонтованих компонентів близько 500 тонн оболонок провідників виготовлені з вітчизняної сталі CHSN01. Китай також планує застосовувати цей матеріал поза межами термоядерних проєктів.

Источник: novyny.live