Ett steg mot rätt material för fusionskraft

Om fusionskraft ska bli verklighet i framtiden måste det finnas material som tål neutronstrålningen i sådana kraftverk. Pär Olsson har studerat ett material som visat sig fungera i experiment utan att man förstått varför, och är nu en förklaring på spåren. Den 4 november försvarar han sin avhandling vid Uppsala universitet. Pär Olsson Modelling of Formation and Evolution of Defects and Precipitates in Fe-Cr Alloys of Reactor Relevance ISBN: 91-554-6365-7 Abstract För att kunna bygga fusionskraftverk i framtiden krävs att flera kända problem kan lösas. Ett sådant är kopplat till de neutroner som bildas i fusionsreaktionen och är bärare av den nyttiga energi som frigörs i reaktorn. Neutroner har ingen laddning och tränger därför in i stålet som omgärdar reaktorn och försämrar med tiden dess mekaniska egenskaper. En effekt är att stålet sväller, till en början långsamt och hanterbart, men sedan allt snabbare tills materialet slutar att fungera som det ska. Innan detta sker måste delen i reaktorn bytas, det är därför viktigt att hitta material av så hög tålighet mot neutronstrålning som möjligt. - Det finns många andra svårigheter med fusionstekniken, men hög strålningstålighet har en direkt återkoppling till fusionsenergins ekonomiska aspekt, förklarar Pär Olsson. De stållegeringar som visat sig tåla neutronstrålning bäst består av järn med cirka nio procent krom, samt en mängd spårämnen. Kromhalten är avgörande för hur svällningen fortlöper i legeringen, men varför kromhalten spelar den roll den gör är inte känt. Pär Olsson har undersökt och karakteriserat legeringens egenskaper med hjälp av datorsimuleringar. Det som först händer i materialet när det bestrålas med neutroner är att väldigt små, svårupptäckta defekter uppstår i form av små förändringar i kristallstrukturen. Dessa defekter tycks avstanna på kromatomerna där de sedan löses upp, istället för att spridas vidare i materialet. Det är därför svällningstakten varierar beroende på kromhalten. - Detta är än så länge bara en hypotes som vi tycker verkar rimlig, säger Pär Olsson. Hypotesen ska nu testas med en nyutvecklad snabb och effektiv beräkningsmodell som visat sig ge korrekta förutsägelser i jämförelse med mätningar av några enkla testfall. Man hoppas nu för första gången kunna förklara svällningens beroende av kromhalten. Pär Olsson kan kontaktas på 018-471 3754, eller via e-post: Par.Olsson@tsl.uu.se Anneli Waara