ÌìÃÀÓ°ÊÓ

Teisipäeval, 10. septembril kaitseb ÌìÃÀÓ°ÊÓ Ãœlikooli Matemaatika ja Loodusteaduste instituudi doktorant Veroonika Shirokova doktoritööd, milles jõudis järeldusele vajaduses oluliselt parandada volframi mehaanilisi omadusi ning kiirguskindlust, et seda saaks tulevikus rakendada termotuumaseadmetes.

„Seoses tänapäevase energiaprobleemidele lahenduse otsimisega on leitud, et üks võimalikke suundi on kasutada termotuumareaktsioone,“ selgitas Shirokova. Kõige tuntum rahvusvaheline projekt, mis tegeleb antud valdkonnaga, on ITER (rahvusvaheline eksperimentaalne termotuumareaktor). Üheks eesmärgiks on eraldada reaktsiooni käigus kümme korda rohkem energiat, kui seadme töötamiseks vaja. Antud projekti käivitamiseks eksisteerib rida lahendamata probleeme, üks nendest on sobiva materjali leidmine. Materjal peab olema suure kõvadusega, kõrge sulamistemperatuuriga, vastupidav pideva soojuskoormusele, minimaalselt pihustuv ning kauapüsiv.

Termotuumaseadmete jaoks mõeldud kõvasulamitest on üks perspektiivikamaid materjale volfram. Veroonika Shirokova uuris oma töös volframi mehaaniliste omaduste parendamise ning kiirguskindluse suurenamise võimalust 1%-lise lantaanoksiidiga legeeritud volframi abil.

Läbiviidud eksperimendid näitasid, et tiheda kõrgetemperatuurse deuteeriumiplasma pulsid võivad tekitada kiiritatud materjalide pinnal lainelise struktuuri pärast sulanud pinnakihi tahkumist. Sulanud kiht toob üldreeglina kaasa pragude võrgustiku tekke ja erinevat tüüpi kahjustuste struktuuri. Uuringutest ilmnes, et lantaanioksiidiga dopeeritud volframi korral on pragude tihedus väiksem võrreldes puhta volframiga.

Antud töö teiseks oluliseks tulemuseks on pinnakahjustuste numbriliseks hindamiseks  esmakordselt rakendatud Pareto meetodit, mida kasutatakse laialdaselt masinaehitustehnoloogias. Antud meetodiga oli võimalik välja tuua olulisemate defektide liike, mis mängivad rolli materjali kahjustuses ning viimaste abil parendada materjali füüsikalised omadused. Meetodi rakendamisel ilmnes, et just tekkivad praod on olulisimad pinnakahjustused volframil.

Antud töö põhjal võib järeldada, et arvestades asjaolu, et 1%-lise lantaanoksiidiga legeeritud volfram on kergemini töödeldav ning tema rabedus väiksem võrreldes puhta volframiga, tuleb kaaluda antud sulami kasutamist puhta volframi alternatiivina erinevate termotuumaseadmete jaoks.

Veroonika Shirokova kinnitas, et edaspidi on kavas põhjalikumalt uurida lantaanoksiidi rolli kahjustuste, eriti pragude, vähendamisel, ning uurida volframi legeerimist teiste ainetega eesmärgil vähendada lõhede, pragude ja nende võrgustiku teket.

Veroonika Shirokova doktoritöö „Kõrgetemperatuurilise plasmaga mõjutatava volframi kiirguskindluse suurendamine legeerimisel lantaanoksiidiga“ toimub kell 14 ÌìÃÀÓ°ÊÓ Ãœlikooli Riho Pätsi auditooriumis (Uus-Sadama 5, aud. M213). Töö juhendaja on ÌìÃÀÓ°ÊÓ Ãœlikooli professor Tõnu Laas.