مواد رو به پلاسما
From Wikipedia, the free encyclopedia
در تحقیقات انرژی گداخت هسته ای ، ماده (یا مواد) رو به پلاسما ( به انگلیسی: PFM)، هر مادهای است که برای ساخت اجزای رو به پلاسما (PFC) از آن استفاده شود. اجزای رو به پلاسما اجزایی هستند که در معرض پلاسمایی قرار دارند که در آن همجوشی هسته ای رخ میدهد، از جمله این مواد میتوان به ویژه به موادی که برای پوشش دیواره اول یا ناحیه انحرافی در کشتی راکتور مورد استفاده قرار میگیرند، اشاره کرد.
این مقاله نیازمند بهروزرسانی است. |
در طراحی راکتورهای همجوشی باید دقت شود که مواد رو به پلاسما باید از مراحل کلی تولید انرژی پشتیبانی کنند، این مراحل عبارتند از:
- تولید گرما از طریق همجوشی،
- جذب گرما در دیوار اول،
- انتقال دادن حرارت با آهنگ بیشتر نسبت به جذب حرارت.
- تولید برق.
علاوه بر این، مواد رو به پلاسما باید در طول عمر یک کشتی راکتور همجوشی با تحمل شرایط محیطی سخت
به فعالیت خود ادامه دهند از جمله این شرایط محیطی سخت میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- بمباران یونی باعث کندوپاش فیزیکی و شیمیایی و در نتیجه فرسایش میشود.
- کاشت یون باعث آسیب جابجایی و تغییر ترکیب شیمیایی میشود
- جریانهای حرارت بالا (به عنوان مثال ۱۰ مگاوات بر مترمربع) که علت آنها حالت لبه محلی (ELMS) و سایر موارد گذرا هستند.
- محدود بودن کدگذاری و جداسازی تریتیوم.
- داشتن خواص ترمومکانیکی پایدار در شرایط عملیات
- محدود بودن تعداد اثرات تغییر شکل منفی هسته ای
در حال حاضر، تحقیقات بر بهبود کارایی و قابلیت اطمینان در تولید و جذب گرما و افزایش سرعت انتقال در راکتورهای همجوشی متمرکز است. تولید الکتریسیته از گرما فراتر از محدوده تحقیقات فعلی است و دلیل آن چرخههای انتقال حرارت کارآمد موجود فعلی میباشد، از جمله این چرخهها میتوان به گرم کردن آب برای به کار انداختن توربینهای بخار که ژنراتورهای الکتریکی را به حرکت درمیآورند، اشاره کرد.
سوخت و انرژی طرحهای کنونی راکتور توسط واکنشهای همجوشی دوتریوم-تریتیوم (D-T) تأمین میشوند، این واکنشها نوترونهای پرانرژی تولید میکنند که میتوانند به دیواره اول آسیب برسانند،[1] هر چند، نوترونهای پرانرژی (۱۴٫۱ مگاولت) برای عملیات تولید پتوی پرورشی و تریتیوم مورد نیاز است. تریتیوم به دلیل نیمه عمر کوتاهش یک ایزوتوپ طبیعی فراوان نیست، بنابراین برای یک راکتور همجوشی D-T باید با واکنش هسته ای ایزوتوپهای لیتیوم (Li)، بور (B) یا بریلیم (Be) با نوترونهای پرانرژی که در دیواره اول برخورد میکنند، تولید شود.[2]