В США разрабатывают ядерное топливо, созданного по математике природы
pxhere.com
Ученые Национальной лаборатории Айдахо (INL) нашли неожиданный источник вдохновения для создания нового ядерного топлива — в природе. Чтобы сделать реакторы безопаснее и мощнее, они позаимствовали структуры у крыльев бабочек, панцирей морских ежей и костного мозга.
Эти природные формы, известные как трижды периодические минимальные поверхности, удивительно эффективно распределяют тепло и обладают высокой прочностью. Исследователи решили применить этот принцип к ядерному топливу, отказавшись от привычных цилиндрических стержней.
Вместо стержней ученые предлагают сложную решетчатую структуру, напоминающую природные узоры. Эта конструкция, напечатанная на 3D-принтере, радикально увеличивает площадь контакта топлива с теплоносителем (обычно водой или газом).
Ключевой показатель — эффективность отвода тепла. В ходе испытаний новая решетчатая структура показала себя почти в три раза эффективнее, чем традиционные топливные стержни. Это дает сразу несколько преимуществ:
Снижение рабочих температур, что повышает общую безопасность реактора.
Повышение мощности без увеличения рисков.
Более равномерное распределение тепла внутри активной зоны.
Технология особенно перспективна для реакторов нового поколения:
Компактные микрореакторы
Современные газоохлаждаемые системы
Природа в очередной раз доказала, что миллионы лет эволюции создали идеальные инженерные решения, которые человек только начинает открывать для себя. Этот подход открывает путь к созданию более безопасного, экономичного и мощного ядерного топлива.
