Acronim: WPPRD-RO

Contract nr.: EURATOM-RO/CDI/2024-2-001

Program finantare: PNCDI IV/5.9/5.9.2/Modul EURATOM-RO & GA101052200

Durata proiectului: 23 luni (2025.02.261 – 2026.12.31)

Rezumatul proiectului

Activitățile din cadrul Cercetării și Dezvoltării Prospective (PRD) vizează furnizarea de opțiuni alternative de atenuare a riscurilor pentru DEMO și/sau o centrală electrică de fuziune, având ca obiectiv livrarea unei surse de energie de fuziune viabile din punct de vedere comercial. Contribuția propusă de INCDFM pentru Pachetul de Lucru PRD se concentrează pe procesarea și caracterizarea HHFM (materiale pentru componente supuse fluxurilor termice ridicate). Partea de procesare acoperă compozite masive de volum din W cu diverse pulberi dispersate, consolidate prin FAST (tehnica de sinterizare asistată de câmp electric) și HPS (sinterizare prin presare la cald). Dispersii de particule nanometrice metalice sau ceramice vor fi incluse în W, cu scopul de a reduce BDTT (temperatura de tranziție ductil-fragil) a materialului și, de asemenea, de a-i crește tenacitatea la rupere. Se așteaptă ca astfel de dispersii să crească și temperatura de recristalizare a materialului, făcându-l astfel mai potrivit pentru expunere prelungită la temperaturi ridicate fără o degradare semnificativă a proprietăților sale.

După screeningul inițial rapid al ZrC, diamantului, SiC, Cr și Fe, materialele bazate pe dispersoizi de ZrC și Cr au prezentat proprietăți interesante. Celelalte au fost eliminate din selecție. Optimizarea morfologiei materialului W-ZrC a condus la un comportament plastic observat la temperaturi de până la 300 °C, în timp ce temperatura de recristalizare a fost estimată la peste 1400 °C. De asemenea, după optimizarea raportului dimensiunilor granulelor pulberilor Cr/W, s-a observat o dispersie uniformă a particulelor de Cr după consolidarea prin SPS. Lucrările sunt în desfășurare pentru evaluarea stabilității termice a unor astfel de materiale. De asemenea, sunt în curs lucrări cu V, având ca scop testarea posibilității de a obține o acoperire in situ a granulelor de W. Alți posibili dispersoizi, precum HEA sau Zr, sunt prevăzuți pentru investigații în cadrul prezentului proiect. Cele mai bune materiale obținute vor fi dezvoltate în continuare și testate în condiții relevante pentru fuziune.

Partea complementară a proiectului este axată pe testarea comportamentului materialelor în condiții severe, mai apropiate de cele așteptate într-un reactor de fuziune. IAP dispune de o infrastructură adecvată pentru producerea diferitelor tipuri de materiale și componente conform specificațiilor de sarcină ale grupului de lucru HHFM din WPPRD, în timp ce INFLPR dispune de facilități pentru iradierea probelor folosind fascicule de electroni de energie înaltă și joasă, precum și tunuri de plasmă.