Перспективы создания крупномасштабной термоядерной энергетики в значительной мере зависят от выбора конструкционных материалов. Показано, что одним из наиболее привлекательных конструкционных материалов для термоядерных реакторов явля-ется сплав V-Cr-Ti, основным компонентом которого является ванадий. Ванадиевые сплавы системы ванадий-хром-титан, содержащие 4-6% хрома и 4-10% титана, обладают рядом привлекательных характеристик. По сравнению с мартенситными и ферритно-мартенситными нержавеющими сталями обладают лучшей термостойкостью и большей механической прочностью, хорошей стойкостью в жидком литии при температуре 600-700 ºС. Интерес к ванадиевым сплавам обусловлен их относительно лучшими активационными характеристиками: низким уровнем наведенной активности, остаточного энерговыделения, существен-но меньшей мощностью контактной дозы, высокой технологичностью при промышленной обработке. Сделаны оценки возможно-го сценария внедрения термоядерной энергетики в мировой энергетический рынок и выполнено сравнение различных вариантов термоядерных реакторов типа ДЕМО, являющихся прототипами термоядерных энергетических реакторов. Исходя из оценки воз-можных объемов производства термоядерной энергии, получены оценки потребности и возможности производства ванадиевых сплавов в необходимых количествах.Ключевые слова: термоядерная энергетика, ванадиевые сплавы, мартенситные стали, реакторы ДЕМО.
SOCIO-ECONOMIC ASPECTS OF THE USE OF STRUCTURAL MATERALS CRITICAL FOR DEVELOPMENT OF FUSION POWER ENGINEERING. VANADIUM ALLOYS. M.L. SUBBOTIN, D.K. KURBATOV, L.G. GOLUBCHIKOV.The prospects of the large scale fusion power engineering, to a great extent, depend on the choice of structural materials for critical zones of fusion reactor such as vacuum vessel, first wall, blanket and magnets. One of the most appropriate structural materials for manufacturing of fusion power reactors is V-Cr-Ti alloy, where vanadium is the basic component. V-Cr-Ti alloys containing 4-6% Cr and 4-10% Ti have some attractive characteristics. They have better thermal stability and higher mechanical strength than martensitic and ferriticmartencitic stainless steels. Futhermore they are compatible with liquid lithium at 600-700 ºС. The interest to V-Cr-Ti alloys is conditioned also by their low level of induced radioactivity, low level of residual heat, very low contact radiological dose rates and high manufacturability at processing. Evaluations of a probable scenario for introduction of fusion energy into the world energy market were performed, and different types of DEMO fusion reactors, which are the prototypes of the future power reactors, were compared. Based on estimates of possible fusion power engineering capacity, required vanadium resources were assessed and possibility to produce necessary amount of vanadium alloys was evaluated.Key words: fusion energy, vanadium alloys, martencitic steels, reactors type of DEMO.
ВВЕДЕНИЕПерспективы создания крупномасштабной термоядерной энергетики в значительной мере зависят от выбора конструкционных материалов. П...