Ядерные реакции
Нейтроны вступают в ядерные реакции с материалом стенки. Так образуются радиоактивные изотопы. Эта вторичная радиоактивность настолько велика, что ремонт реактора и замену первой стенки могут делать только роботы, управляемые на расстоянии. Люди смогут приблизиться к первой стенке, извлеченной из реактора, только через несколько месяцев или даже лет.
Кроме наведенной радиоактивности, нейтроны вызывают еще ряд неприятных эффектов. Удары нейтронов вызывают смещение атомов и появление дефектов в кристаллической решетке. Из-за этого прочность материалов после облучения нейтронами падает. Кроме того, в, результате ядерных реакций внутри стенки образуются протоны и А-частицы. Они захватывают электроны из металла и превращаются в атомы газов — водорода и гелия. При сильном облучении количество этих газов настолько велико, что металл распухает, становится хрупким и в конце концов разрушается.
Быстрому разрушению первой стенки способствует еще и термическая усталость. Во время горения термоядерной реакции внутренняя поверхность стенки нагревается до 500° С. А за время между циклами стенка успевает охладиться до 300—400° С, Колебания температуры вызывают из-за теплового расширения колебания размеров. Возникают термические напряжения. Эти напряжения быстро разрушают металл. Вот насколько сложна проблема первой стенки.
Поэтому одна из главных целей международного тока-мака-реактора Интор — испытания различных материалов для первой стенки в потоках нейтронов реальной интенсивности.