钨氧化研究将引领核聚变技术的突破

康涅狄格大学（UConn）材料科学和工程专业的助理教授和荣誉课程的主任Yuanyuan Zhu对钨氧化的研可能引领核聚变技术的关键突破。她表示：“钨是大自然的礼物，它很特别，因为它是所有金属中熔点最高的，并在非常高的温度下依然坚固，使它成为核聚变中用作等离子体面的转向器铠甲的理想材料。”

因此，钨被科学家和工程师认为是建造核聚变反应堆的最佳候选材料。就强度、良好的导热性和耐辐射性等因素而言，很少有金属能与之相媲美。然而，在发生空气泄漏的情况下，估计会有危险。当钨氧化时，它变得不稳定和易挥发。由于钨在正常运行期间暴露在核辐射中，由此产生的氧化粉尘具有放射性，其释放是极其危险的。

这个问题是科学家们必须解决的许多问题之一，以便将核聚变发展为一种清洁和安全的能源，用于持续的基荷电力。Zhu致力于更好地了解钨在核聚变极端条件下的热氧化，美国能源部（DOE）对她的研究产生了极大的兴趣。

今年夏天，美国能源部科学办公室宣布Zhu因其在聚变能源科学领域的工作而被选为早期职业奖。她是自2015年以来第三个获得能源部职业奖的康涅狄格大学研究人员。这个奖项不同于国家科学基金会的早期职业项目奖。

Zhu说：“这项工作的潜力是‘变革性的’，聚变能源是取代化石燃料满足电力需求的关键，但利用这种能源的要求很高，需要像钨这样能够应对极端环境和条件的材料。”

这个项目解决了一个众所周知的安全隐患，即在发生空气进入事故时钨等离子体面材料的高温氧化。目前，科学家们并没有完全了解原始或辐照条件下钨氧化的基本纳米级过程。她的研究打算了解氧化钨是如何演变的，在氧化过程中增长的速度有多快，并根据新的机制，制定战略，使反应堆更安全、更耐受。

（图片来源：IAEA）

这个项目的实验过程也很新颖，这项钨氧化的研究将引领核聚变技术的突破。项目利用原位环境显微镜方法以及计算机视觉模型，在氧化条件下可以得到传统方法无法得到的新结果。使用拇指甲般大小的小气室，原位实验模拟了非正常情况下的氧化过程。该团队将能够看到氧化钨层的演变过程，包括辐射诱导的缺陷对氧化的可能影响。

（文章来源：UCONN）

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