Ученые Национальной лаборатории Айдахо (INL) нашли вдохновение для создания ядерного топлива нового поколения в самой природе. Исследователи изучили трижды периодические минимальные поверхности — структуры, встречающиеся в крыльях бабочек, панцирях морских ежей и костном мозге. Эти природные формы отличаются высокой эффективностью распределения тепла и прочностью, что делает их идеальными для применения в реакторных технологиях будущего.
Специалисты INL разработали концепцию «переплетенной ядерной топливной решетки для усиленного теплообмена». Вместо традиционных цилиндрических стержней они предложили сложную решетчатую структуру, увеличивающую площадь контакта с теплоносителем и тем самым повышающую эффективность отвода тепла.
Для создания таких элементов используется 3D-печать и горячее изостатическое прессование. В ходе испытаний новая решетка показала, что передает тепло почти втрое эффективнее стандартных топливных стержней, что позволяет снизить рабочие температуры и повысить мощность реактора.
Кроме улучшенного теплообмена, новая геометрия делает распределение тепла более равномерным и повышает безопасность эксплуатации. В будущем технология может применяться в микрореакторах и газоохлаждаемых системах, где особенно важны компактность и эффективность.
По мнению ученых, этот подход открывает путь к созданию безопасного и экономичного топлива, а природа вновь доказала, что ее решения часто оказываются самыми совершенными.
