Nowy stop przełamuje bariery, a droga do sukcesu nie była łatwa
Stal CHSN01 powstała jako odpowiedź na konkretne wyzwania. Materiał zachowuje stabilność w polach magnetycznych o natężeniu 20 Tesli przy temperaturach kriogenicznych, jednocześnie wytrzymując nacisk rzędu 1300 MPa. To parametry nieosiągalne dla dotychczas stosowanych stopów. W 2021 roku Chiny ustaliły wyjątkowo rygorystyczne normy dla materiałów fuzyjnych: wytrzymałość na rozciąganie na poziomie 1500 MPa i wydłużenie powyżej 25% w ekstremalnie niskich temperaturach. CHSN01 nie tylko spełnia te wymagania, ale znacznie je przekracza.
Czytaj też: To koniec ery paliw kopalnych? Nowy raport pokazuje prawdę
Prace nad nowym stopem rozpoczęły się w 2011 roku, gdy międzynarodowy projekt ITER napotykał problemy materiałowe. Przełom nastąpił jednak dopiero po zaangażowaniu fizyka Zhao Zhongxiana, laureata najważniejszej chińskiej nagrody naukowej. Gdy Li Laifeng zaprezentował wstępną koncepcję na konferencji w USA w 2017 roku, spotkał się z niedowierzaniem. Wielu specjalistów nie widziało wówczas potrzeby opracowywania nowych materiałów. Elementy ze stali CHSN01 trafiły już do budowanego reaktora BEST, którego montaż rozpoczął się w maju 2023 roku. Spośród 6000 ton konstrukcji, 500 ton osłon przewodników wykonano z nowego stopu. To ważny krok od laboratorium do przemysłowego zastosowania. Chińska instalacja ma fundamentalnie różnić się od projektu ITER we Francji. Podczas gdy europejski reaktor służy wyłącznie badaniom, BEST od początku projektowano jako źródło energii elektrycznej.
Dwa różne podejścia i perspektywy wykraczające poza fuzję
Rozbieżność między projektami widać już na etapie założeń. ITER zaprojektowano dla pól magnetycznych do 11,8 Tesli, podczas gdy chińscy inżynierowie przewidzieli potrzebę znacznie silniejszych magnesów. Jak wyjaśnia Li Laifeng z Chińskiej Akademii Nauk, ITER budowany we Francji został zaprojektowany tylko do badań i nie będzie produkował energii elektrycznej. W przypadku chińskiego reaktora fuzyjnego ma być zupełnie inaczej. W 2021 roku powołano specjalny zespół skupiający instytuty badawcze, przedsiębiorstwa i ekspertów od technik spawalniczych, aby dopracować stal CHSN01 na potrzeby zastosowań przemysłowych.
Czytaj też: Bioplastik twardszy niż stal. BCBN może zastąpić tworzywa z ropy naftowej
Choć głównym przeznaczeniem stali są reaktory fuzyjne, jej unikalne właściwości mogą znaleźć zastosowanie w innych dziedzinach wymagających pracy w ekstremalnych warunkach. Sukces materiałowy stawia Chiny w czołówce wyścigu o opanowanie fuzji jądrowej. Chińska strategia długoterminowego planowania technologicznego przynosi efekty. Prace rozpoczęte na ponad dekadę przed praktycznym zastosowaniem mogą zadecydować o przyszłej przewadze w energetyce. Jeśli plany się powiodą i reaktor BEST rzeczywiście rozpocznie działanie w 2027 roku, będzie to gigantyczny i wyjątkowo ważny krok dla całej branży. Bez względu na tempo dalszych postępów, rozwiązanie problemu materiałowego przybliża nas do era czystej energii fuzyjnej.