3D 프린팅 텅스텐 타일, 핵융합 기계에서 강도 테스트 통과
인공지능이 작성했습니다. 영어에서 자동 번역했습니다.
샌디에이고의 DIII-D 핵융합 기계에서 전자빔 방식으로 3D 프린팅된 5½인치 텅스텐 타일 두 개가 74회의 플라즈마 샷을 견뎌냈습니다. 이 타일은 이웃 타일이 녹아내리며 용융 금속이 튀어도 손상되지 않았습니다.
3D 프린팅 텅스텐 타일 개요
노스캐롤라이나 주립대학교와 오크리지 국립연구소의 협력으로 샌디에이고에 위치한 핵융합 기계에서 3D 프린팅된 텅스텐 타일이 성공적으로 테스트되었습니다. 이 타일은 약 4분에 해당하는 74회의 플라즈마 샷을 견뎌냈으며, 이웃 타일에서 튀어 나온 용융 금속에 의해 손상되지 않았습니다.
프린팅 과정
텅스텐은 약 6,192°F의 높은 융점 덕분에 핵융합 기술에서 선호되지만, 형태를 만들기 어려운 재료로 알려져 있습니다. 기존의 레이저 프린팅 방식은 온도 변화로 인해 텅스텐 부품이 다공성이 되어 균열이 발생하기 쉽습니다. 연구진은 전자빔 분말 침대 융합 기술을 활용하여 프린팅 과정 동안 2,552°F 이상의 온도를 유지하여 취성을 방지했습니다. 이는 더 내구성 있는 최종 제품을 얻기 위해 중요합니다.
테스트 및 결과
프린팅된 타일은 약 5.35 x 5.63인치 크기로, 재료 절단으로 인해 고체 텅스텐 블록보다 약간 가벼운 무게를 가지고 있습니다. 이 타일은 DIII-D 토카막의 하부 다이버터에 설치되었습니다. 테스트는 미래의 발전소에서 사용될 것으로 예상되는 고밀도 모드(H-mode) 플라즈마에 노출되는 방식으로 진행되었습니다. 놀랍게도, 이 타일은 강렬한 열 환경을 견뎌내며 핵융합 기술의 미래 응용 가능성을 입증했습니다.
향후 고려사항
초기 결과는 유망하지만, 테스트 중 타일이 경험한 열 부하와 시간이 지남에 따른 마모에 대한 질문은 여전히 남아 있습니다. 연구팀은 타일의 성능을 추가로 평가하기 위해 상세한 이미징 및 표면 스캔을 수행할 계획입니다. 이러한 타일의 성공은 핵융합 반응기 설계의 발전을 이끌 수 있으며, 특히 미래의 에너지 생산 노력에 기여할 수 있습니다.