鎢氧化研究將引領核聚變技術的突破

康乃狄克大學（UConn）材料科學和工程專業的助理教授和榮譽課程的主任Yuanyuan Zhu對鎢氧化的研可能引領核聚變技術的關鍵突破。她表示：“鎢是大自然的禮物，它很特別，因為它是所有金屬中熔點最高的，並在非常高的溫度下依然堅固，使它成為核聚變中用作等離子體面的轉向器鎧甲的理想材料。”

因此，鎢被科學家和工程師認為是建造核聚變反應堆的最佳候選材料。就強度、良好的導熱性和耐輻射性等因素而言，很少有金屬能與之相媲美。然而，在發生空氣洩漏的情況下，估計會有危險。當鎢氧化時，它變得不穩定和易揮發。由於鎢在正常運行期間暴露在核輻射中，由此產生的氧化粉塵具有放射性，其釋放是極其危險的。

這個問題是科學家們必須解決的許多問題之一，以便將核聚變發展為一種清潔和安全的能源，用於持續的基荷電力。Zhu致力於更好地瞭解鎢在核聚變極端條件下的熱氧化，美國能源部（DOE）對她的研究產生了極大的興趣。

今年夏天，美國能源部科學辦公室宣佈Zhu因其在聚變能源科學領域的工作而被選為早期職業獎。她是自2015年以來第三個獲得能源部職業獎的康乃狄克大學研究人員。這個獎項不同於國家科學基金會的早期職業專案獎。

Zhu說：“這項工作的潛力是‘變革性的’，聚變能源是取代化石燃料滿足電力需求的關鍵，但利用這種能源的要求很高，需要像鎢這樣能夠應對極端環境和條件的材料。”

這個項目解決了一個眾所周知的安全隱患，即在發生空氣進入事故時鎢等離子體面材料的高溫氧化。目前，科學家們並沒有完全瞭解原始或輻照條件下鎢氧化的基本納米級過程。她的研究打算瞭解氧化鎢是如何演變的，在氧化過程中增長的速度有多快，並根據新的機制，制定戰略，使反應堆更安全、更耐受。

（圖片來源：IAEA）

這個專案的實驗過程也很新穎，這項鎢氧化的研究將引領核聚變技術的突破。專案利用原位環境顯微鏡方法以及電腦視覺模型，在氧化條件下可以得到傳統方法無法得到的新結果。使用拇指甲般大小的小氣室，原位實驗類比了非正常情況下的氧化過程。該團隊將能夠看到氧化鎢層的演變過程，包括輻射誘導的缺陷對氧化的可能影響。

（文章來源：UCONN）

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