萨里大学（University of Surrey）研究团队与英国原子能管理局（UKAEA）、国家物理实验室及科学仪器公司TESCAN公司合作，开发出革命性显微成像技术，成功披露核融合反应炉焊接处隐藏的结构弱点。这项突破对建造下一代核融合反应炉具关键意义，标志着人类向清洁能源迈出重要一步。
这项研究发表在《材料研究与技术期刊》（Journal of Materials Research and Technology），聚焦于P91钢──一种被视为未来反应炉理想选择的耐热合金。科学家团队运用“等离子聚焦离子束数字形象相关法”（PFIB-DIC）成功分析了过去因规模太小而难以检测的极窄焊缝区域残余应力分布。
研究结果显示内部应力对P91钢影响重大：它既能增强某些区域强度，却也使其他部位脆化。特别是在核融合反应炉典型操作温度550°C下，这种金属的脆性显著上升，强度下降超过30%。此发现凸显核融合反应炉组件设计必须考量高温下的应力行为。
萨里大学材料工程副教授Tan Sui博士表示：“核融合能源具有成为洁净、可靠能源的巨大潜力，能降低碳排放、提升能源安全并降低成本。然而，确保核融合反应炉安全与耐用是首要任务。”“以往研究多集中于低温环境，我们的方法直接模拟了反应炉极端运行条件，为材料完整性评估提供更精确数据。”
这项技术除了实验应用外，还为数字模拟工具提供关键数据，支持英国STEP计划及欧盟DEMO计划等核融合发电商业化工作。通过提升模型准确度，工程师能更精准预测材料行为，优化反应炉设计并降低实验成本。
萨里大学工程材料中心研究员Bin Zhu博士指出：“我们的方法为核融合反应炉焊接接头完整性评估提供了蓝图，彻底改变了残余应力的评估方式。”
这项突破性研究不仅解决核融合能面临的材料韧性挑战，也为核能领域创建新的安全标准与制造流程，加速人类迈向清洁、可持续能源未来的脚步。
（首图来源：pixabay）
