Tim sa Univerziteta u Majamiju, predvođen vanrednim profesorom Giacomom Po, ispituje visoko-entropijske legure — metale koji se sastoje od pet ili više glavnih elemenata i odlikuju se visokim otpornostima na temperaturu i koroziju. Po istražuje kako te legure podnose ekstremne uslove i radijaciono tečenje (irradiation creep). Ako se identifikuju optimalne kombinacije metala, to bi moglo ubrzati razvoj komercijalnih fuzionih reaktora, iako izazovi poput troškova i upravljanja radioaktivnošću ostaju.
Visoko-entropijske legure: važan korak ka „svetom gralu“ čiste fuzione energije
Naučnici eksperimentišu sa novim metalnim legurama u potrazi za materijalima koji mogu izdržati ekstremne uslove unutar budućih fuzionih reaktora. Na Univerzitetu u Majamiju, vanredni profesor Giacomo Po iz Fakulteta za inženjerstvo proučava takozvane visoko-entropijske legure.
Šta su visoko-entropijske legure?
Visoko-entropijska legura je metalni materijal sastavljen otprilike od jednakih delova pet ili više glavnih elemenata. Takve legure su prepoznatljive po izuzetnoj čvrstoći, tvrdoći, otpornosti na koroziju i sposobnosti da podnesu visoke temperature — osobinama koje su ključne za primenu u fuzionim reaktorima.
Zašto su važne za fuziju?
Fuziona energija nastaje spajanjem dve atomske jezgre u jednu težu, proces koji oslobađa veliku količinu energije — isto što održava Sunce i druge zvezde. Da bi fuzioni reaktori radili bezbedno i efikasno, materijali u njihovim unutrašnjim komponentama moraju da podnesu ekstremne temperature, snažno zračenje i velike mehaničke napone.
Po testira otpornost visoko-entropijskih legura na uslove koji uključuju temperaturne ekstreme (u modelima i eksperimentalnim scenarijima i do desetina miliona stepeni u plasmi) i ispituje pojavu radijacionog tečenja (irradiation creep) — proces u kojem se materijali vremenom deformišu pod dejstvom kombinovanog uticaja zračenja i napona.
"Fuziona energija je sveti gral — san koji naučnici jure decenijama," izjavio je Po za saopštenje Univerziteta u Majamiju.
Mogući doprinosi i izazovi
Ako istraživanja pokažu koje kombinacije metala najbolje podnose uslove fuzije, to bi moglo značajno ubrzati razvoj komercijalno održivih fuzionih reaktora. Fuzija obećava gotovo neiscrpan izvor energije bez direktnih emisija ugljenika, ali tehnologija još ima izazove: visoke početne troškove, tehnološku nestabilnost i pitanje upravljanja radioaktivnim materijalom ili aktiviranim komponentama.
Ulaganja u istraživanja materijala, poput rada Giacoma Poa, smatraju se ključnim za prevazilaženje ovih prepreka i približavanje scenarija u kojem bi stabilna, jeftina i obimna fuziona energija značajno doprinela energetskoj tranziciji.
Diverzifikacija izvora energije i razvoj novih tehnologija mogu povećati otpornost elektroenergetskih sistema i smanjiti zavisnost od fosilnih goriva koja doprinose klimatskim promenama.
"Zamislite elektroenergetski sistem napajan stabilnim, jeftinim i obimnim izvorom energije koji se ne oslanja na sagorevanje fosilnih goriva niti na promenljivost vetra ili sunca," rekao je Po. "To je obećanje fuzione energije."
Pomozite nam da budemo bolji.
