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Azulejos de Tungstênio Impressos em 3D Resistiram a Testes Intensos em Máquina de Fusão
Redigido com inteligência artificial. Tradução automática do inglês.
Dois azulejos de tungstênio de 5½ polegadas, impressos em 3D usando um método de feixe de elétrons, suportaram 74 disparos de plasma na máquina de fusão DIII-D em San Diego. Os azulejos permaneceram intactos, apesar de um azulejo vizinho ter derretido e espalhado metal fundido sobre um deles.
Visão Geral dos Azulejos de Tungstênio Impressos em 3D
Uma colaboração entre a North Carolina State University e o Oak Ridge National Laboratory testou com sucesso azulejos de tungstênio impressos em 3D em uma máquina de fusão localizada em San Diego. Esses azulejos passaram por 74 disparos de plasma, equivalentes a cerca de quatro minutos de exposição, e saíram ilesos, mesmo após serem atingidos por metal fundido de um azulejo vizinho desalinhado.
O Processo de Impressão
O tungstênio é preferido na tecnologia de fusão devido ao seu alto ponto de fusão, que é de aproximadamente 6.192°F, mas é notoriamente difícil de moldar. Métodos convencionais de impressão a laser frequentemente deixam as peças de tungstênio porosas e propensas a rachaduras devido a flutuações de temperatura. Os pesquisadores utilizaram uma técnica de fusão de leito de pó com feixe de elétrons, mantendo temperaturas acima de 2.552°F durante todo o processo de impressão para evitar a fragilidade, o que é crucial para alcançar um produto final mais durável.
Testes e Resultados
Os azulejos impressos, medindo cerca de 5,35 por 5,63 polegadas e pesando ligeiramente menos que um bloco sólido de tungstênio devido a cortes no material, foram instalados no divertor inferior do tokamak DIII-D. Os testes envolveram exposição ao plasma em modo de alta contenção (H-mode), uma configuração que se espera ser utilizada em futuras usinas de energia. Notavelmente, os azulejos suportaram o intenso ambiente térmico, demonstrando seu potencial para futuras aplicações na tecnologia de fusão.
Considerações Futuras
Embora os resultados iniciais sejam promissores, ainda existem perguntas sem resposta sobre a carga térmica que os azulejos experimentaram durante os testes e seu desgaste ao longo do tempo. A equipe de pesquisa planeja realizar imagens detalhadas e varreduras de superfície dos azulejos para avaliar melhor seu desempenho. O sucesso desses azulejos pode abrir caminho para avanços no design de reatores de fusão, especialmente para futuros esforços de produção de energia.