ядерный реактор

Термоядерную бомбу можно было бы назвать термоядерным реактором, построенным из небезопасных и ненадежных частей. Осознавая эту проблему, европейские исследователи объединили различные методы визуализации, чтобы создать систему двойного изображения, которая может точно определить качество компонентов реактора перед окончательной сборкой.

Практический ядерный синтез — это не просто воспроизведение процесса, который заряжает энергией Солнце и другие звезды. Речь идет о сохранении процесса производства энергии для использования в качестве безопасного и надежного источника электроэнергии.

Это требовало надежных систем, которые могли бы выдержать интенсивное тепло и магнетизм плазменной камеры в сердце типичного термоядерного реактора. Чтобы гарантировать соответствие изготовленных деталей, строгим требованиям эксплуатационного реактора, международная группа исследователей из университетов Великобритании, Франции и Германии исследовала наилучшие доступные методы визуализации.

Для создания изображений объекта использовались как рентгеновские лучи, так и нейтроны. Каждый из них имеет свои сильные и слабые стороны, а также конкретные применения.

Исследователи протестировали эти два метода вместе, когда дело дошло до оценки качества деталей ядерных реакторов. Они обнаружили, что обратная связь, обеспечиваемая рентгеновскими и нейтронными изображениями, оказалась более удачным методом исследования.

На протяжении тысяч лет люди задавались вопросом, как Солнце достигает своей яркости и тепла. В прошлом веке, они пытались выяснить, как повторить процесс термоядерного синтеза.

Центр Солнца испытывает огромные температуры и невероятные давления на постоянной основе. Эти условия объединяют два отдельных атома с такой скоростью, что они объединяются в один более тяжелый атом.

Слияние двух ядер в одно дает гораздо больше энергии, чем деление атомов. Процесс не производит загрязнение воздуха.

Термоядерные реакторы воссоздают условия внутри Солнца. Их компоненты должны выдерживать температуры, которые в 10 раз выше, чем в ядре Солнца.

Во многих конструкциях реакторов используется метод магнитного удержания. Их тороидальная камера содержит плазму, которая может нагреваться до 302 миллионов градусов по Фаренгейту.

Исследователи сконцентрировались на моноблоках и трубах, которые транспортирует теплоноситель. Они выбрали новый дизайн, который был сделан из вольфрама, прочного и плотного металла.

Сначала они подвергли вольфрамовую трубу рентгеновской компьютерной томографии. Затем исследователи использовали нейтронный прибор для сканирования той же трубы.

Нейтроны проникали в вольфрам глубже, чем рентгеновские лучи. Таким образом, нейтронная томография может отображать больше информации. И так как он мог сканировать весь моноблок, не было необходимости разрезать трубу.

«Эта работа является доказательством того, что оба эти метода томографии могут дать ценные данные», — отметил исследователь Университета Суонси Льион Эванс.

«В будущем эти дополнительные методы могут быть использованы либо для научно-исследовательского цикла проектирования термоядерных компонентов, либо для обеспечения качества производства.»

Эванс и его европейские коллеги работают над превращением трехмерных изображений нейтронной томографии в виртуальное моделирование. Они верят, что такой основанный на изображении метод конечного элемента (IBFEM) может оценить каждую индивидуальную часть и выявить дефекты, которые могли потерпеть неудачу.