퓨전 반응기에서, 연료, 특히 수소 (중수소 및 삼중 수소)의 연료는 매우 높은 온도 (섭씨 1 억도 이상)로 가열되어 융합 반응이 발생하기에 충분히 길게 제한되어야한다. 이를 위해서는 융합 과정을 방해 할 수있는 불순물을 녹이거나 파괴하거나 방출하지 않고 이러한 극한 조건을 견딜 수있는 재료가 필요합니다.
융합 원자로의 주요 과제 및 재료 요구 사항 중 일부는 다음과 같습니다.
1. 극한 온도 : 반응기의 핵심에 사용 된 재료는 융합 반응에 의해 생성 된 엄청나게 높은 온도를 견딜 수 있어야합니다. 이 물질은 용융, 증발 및 승화에 내성이 있어야합니다. 이 목적을 위해 고온 세라믹 및 복합 재료가 탐구되고 있습니다.
2. 플라즈마를 향한 성분 : 반응기에서 뜨거운 플라즈마를 직접 직면하는 표면에는 강한 열유속, 입자 폭격 및 침식이 적용됩니다. 이러한 구성 요소는 고열 하중을 처리하고 혈장 상호 작용으로 인한 손상을 저항 할 수 있어야합니다. 텅스텐, 베릴륨 및 탄소 섬유 복합재와 같은 재료를 조사하고 있습니다.
3. 중성자 방사선 저항 : 융합 반응은 원자를 대체하고 결함을 생성하여 물질을 손상시킬 수있는 고 에너지 중성자를 생성합니다. 반응기에 사용되는 재료는 구조적 무결성과 수명을 유지하기 위해 방사선 유발 손상에 저항력이 있어야합니다. 실리콘 카바이드와 같은 세라믹뿐만 아니라 바나듐 및 몰리브덴 합금과 같은 금속은 이와 관련하여 약속을 보여줍니다.
4. 저 불순한 불순물 방출 : 혈장에 도입 된 불순물은 융합 반응을 켄 칭하고 반응기 효율을 감소시킬 수 있습니다. 반응기에 사용 된 재료는 불순물 수준이 낮으므로 융합 공정을 방해 할 수있는 오염 물질을 쫓거나 방출해서는 안됩니다.
5. 자기장 호환성 : 퓨전 반응기는 종종 혈장을 제한하기 위해 강력한 자기장에 의존합니다. 반응기에 사용 된 재료는 이러한 자기장과 호환되어야하며 자기장 강도 또는 안정성에 크게 영향을 미치지 않아야합니다.
이러한 엄격한 요구 사항을 충족시키는 재료 개발은 융합 연구의 중요한 측면입니다. 과학자들은 융합 반응기의 극한 조건을 견딜 수있는 솔루션을 찾기 위해 종종 고급 계산 모델링 및 실험 테스트를 통해 새로운 재료와 재료 조합을 지속적으로 탐구하고 있습니다. 이 지속적인 연구 개발은 미래 에너지의 실용적이고 실용적인 공급원으로서 융합 에너지의 발전에 중요합니다.
