IPFN - Protocolo para investigação e desenvolvimento de "plasma facing materials" para aplicação em fusão nuclear

resumo

A fusão nuclear controlada poderá dar origem a uma fonte de energia inesgotável, de recursos ilimitados e que gerará uma quantidade diminuta de resíduos radioactivos. Está previsto o controlo e o confinamento total do plasma em reactores de fusão. No entanto, a prestação dos materiais irradiados mantém-se insatisfatória e, em particular, é urgente desenvolver materiais refractários para aplicações estruturais. Nos reactores de fusão os materiais necessitam de ter alta resistência à radiação, alta condutividade térmica, baixa solubilidade de hidrogénio e propriedades mecânicas optimizadas num intervalo de temperaturas alargado, de modo a garantir uma boa resiliência às mudanças cíclicas do plasma.

O tungsténio (W) foi seleccionado para ser usado na estrutura e nas paredes interiores dos reactores por ter baixa activação, baixa solubilidade de hidrogénio e altos pontos de fusão e de energia de pulverização iónica. No entanto, é frágil a temperaturas baixas e moderadas, pelo que são induzidas tensões térmicas que levam à fractura dos componentes e à emissão de particulado durante os ciclos térmicos e disrupções do plasma. O IST e o LNEG sugeriram recentemente que os materiais de W poderiam ser melhorados adicionando o Ta numa estrutura de compósito. Para além dos compósitos W-Ta têm sido desenvolvidos e estudados outros materiais como Fe ODS e compósitos baseados em cobre e carbono para aplicações estruturais e de extracção de calor.

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