China atrage atenția la nivel mondial în sectorul energetic datorită dezvoltării cu succes a oțelului CHSN01, un oțel super-rezistent. Acest material este capabil să reziste condițiilor dure din interiorul unui reactor de fuziune, lucru pe care mulți experți internaționali îl consideraseră anterior imposibil.
Fuziunea nucleară, considerată „Sfântul Graal” al industriei energetice, imită procesul de generare a energiei solare pentru a oferi o sursă de electricitate curată, practic inepuizabilă. Cu toate acestea, cel mai mare obstacol constă în prezent în găsirea de materiale structurale care să poată rezista unor medii de operare extreme.
În interiorul miezului reactorului, plasma atinge temperaturi de milioane de grade Celsius, în timp ce magneții supraconductori din jur trebuie răciți aproape de zero absolut, aproximativ -269 grade Celsius. Combinația dintre temperaturile ultra-ridicate, temperaturile ultra-scăzute și solicitările mecanice masive impune cerințe stricte privind rezistența materialelor. Noul aliaj CHSN01 dezvoltat de China a deschis calea pentru reactorul BEST, un proiect care vizează direct generarea de energie comercială.
Depășirea limitărilor materiale în proiectele internaționale.
Reacțiile de fuziune nucleară necesită câmpuri magnetice extrem de puternice pentru a limita plasma în mod stabil. Acești magneți, care generează câmpul magnetic, utilizează materiale supraconductoare și trebuie să funcționeze într-un mediu cu heliu lichid la aproximativ -269°C. Cu cât câmpul magnetic este mai puternic, cu atât este mai eficientă limitarea plasmei, dar materialele structurale trebuie să reziste la solicitări mari fără a deveni fragile.
Oțelurile inoxidabile tradiționale, precum 316LN, și-au atins limitele atunci când funcționează sub un câmp magnetic de 11,8 Tesla. În timpul testelor din cadrul proiectului internațional ITER din 2011, s-a produs o pierdere a ductilității la temperaturi scăzute, provocând întârzieri semnificative. Recunoscând acest lucru ca fiind un obstacol major, oamenii de știință chinezi au cercetat un nou tip de oțel cu scopul de a atinge câmpul magnetic proiectat de până la 20 de Tesla pentru reactorul BEST.
Călătoria de 10 ani a dezvoltării oțelului CHSN01
Dezvoltarea CHSN01 s-a desfășurat pe parcursul a peste un deceniu, implicând experți de renume. În faza inițială, echipa de cercetare s-a concentrat pe ajustarea compoziției oțelului, adăugând vanadiu, carbon și azot pentru a îmbunătăți proprietățile la temperaturi sub zero grade.
Punctul de cotitură a venit în 2020, când academicianul Zhao Zhongxian, un expert de renume în fizica temperaturilor joase, s-a alăturat echipei. Până în 2023, testele au arătat că CHSN01 și-a menținut integritatea sub un câmp magnetic de 20 de Tesla și o solicitare de 1.300 MPa. Materialul a atins o rezistență la tracțiune de 1.500 MPa și o alungire de peste 25% la temperaturi scăzute, rezolvând problema „triunghiului imposibil” din știința materialelor.
Impactul asupra cursei energetice globale
În prezent, 500 de tone de oțel CHSN01 au fost utilizate pentru placarea conductivă a BEST, instalarea începând în mai 2023. BEST este un dispozitiv tokamak care își propune să crească producția de energie de peste cinci ori și se așteaptă să fie finalizat în 2027. Comparativ cu ITER, proiectul BEST vizează direct demonstrarea fezabilității producției comerciale de energie electrică.
Oțelul CHSN01 permite proiectarea unor reactoare mai compacte, de aproximativ o treime din dimensiunea celor convenționale, reducând astfel costurile de construcție. Dincolo de fuziune, acest material are și aplicații potențiale în acceleratoarele de particule, trenurile de levitație magnetică și sistemele de calcul cuantic. Această descoperire confirmă avantajul Chinei în lanțul de aprovizionare cu energie curată și propulsează cursa globală a fuziunii într-o nouă fază.
Sursă: https://baonghean.vn/trung-quoc-dot-pha-thep-chsn01-cho-lo-phan-ung-nhiet-hach-10317808.html
Comentariu (0)