3D-печать из вольфрама: российский прорыв на пути к термоядерному будущему

Будущее термоядерной энергетики

Российские учёные и инженеры совершили шаг, который становится поворотным для будущего термоядерной энергетики. Росатом совместно с НИТУ «МИСИС» и НПО «Луч» объявил о начале освоения аддитивной (3D-) печати из порошка вольфрама – материала, традиционно считающегося одним из самых перспективных для изготовления так называемой «первой стенки» термоядерных реакторов.

По словам первого проректора МИСИС Сергея Салихова, подобный подход нигде в мире ранее не применялся. Если технология будет доведена до промышленного уровня, это станет не просто крупным инженерным достижением, а настоящим прорывом в материаловедении.

Почему именно вольфрам — и почему это важно

Вольфрам обладает уникальными свойствами: самая высокая температура плавления среди металлов (3422 °C), устойчивость к радиационному облучению и эрозии под действием плазмы. Именно эти качества делают его идеальным кандидатом для компонентов, непосредственно контактирующих с термоядерной плазмой.

Однако работа с этим металлом – задача крайне сложная: его хрупкость при низких температурах, склонность к образованию трещин и высокая плотность долгое время делали традиционное литьё и механическую обработку практически невозможными для сложных геометрий. Аддитивные технологии открывают новый путь – создание изделий сложной формы с минимальными отходами и высокой точностью. Успешная реализация этой идеи в России означает не только технологический суверенитет, но и реальный вклад в глобальные усилия по освоению термоядерной энергии.

«У Росатома есть большая программа по созданию новых материалов и технологий, включая разработку оборудования нового поколения для 3D печати. Это большая программа, и она уже несколько лет реализуется. Там участвует НПО "Луч", и мы с "Лучом" впервые за последние два-три года сделали принтер, который может синтезировать материалы с управляемым уровнем механических свойств. И не только из стальных порошков, но и выходим на печать аддитивными методами, например, из вольфрама. Это сложнейшая задача, потому что никто в мире никогда этого не делал. И не потому, что им это не надо, а потому, что у них нет технологий использования таких устройств».

Сергей Салихов

первый проректор Университета МИСИС, кандидат физико-математических наук, доцент

От лаборатории — к промышленности и миру

Внутренние перспективы проекта впечатляют. Уже сейчас ведётся отладка 3D-принтеров, способных работать с тугоплавкими металлами, включая вольфрам, молибден и ниобий. Это создаёт основу для формирования отечественной цепочки производства критически важных компонентов – особенно в условиях санкционного давления и стремления к импортозамещению. В будущем такие технологии могут быть задействованы в российских проектах по термоядерной энергетике, включая экспериментальные реакторы типа токамак или стелларатор.

На международной арене потенциал не менее значим. Если российская разработка подтвердит свою конкурентоспособность по качеству и стоимости, она может стать предметом экспорта – как ноу-хау в сфере аддитивного производства тугоплавких металлов. Это открывает двери не только в энергетический сектор, но и в аэрокосмическую промышленность, оборонку и высокотехнологичное машиностроение, где спрос на детали из вольфрама постоянно растёт.

Вызовы на пути к промышленному внедрению

Однако стоит помнить: заявление – лишь начало долгого пути. Мировые исследования, включая обзоры 2024–2025 годов, подчёркивают серьёзные технические трудности – пористость, неоднородность структуры, склонность к хрупкому разрушению. 3D-печатные образцы необходимо протестировать на соответствие жёстким требованиям ядерной безопасности, пройти сертификацию и, самое главное, масштабировать производство.

При этом Россия конкурирует с другими странами, где также ведутся работы по аддитивной печати тугоплавких металлов – в Европе, США, Китае. Успех будет зависеть не только от научной смелости, но и от инвестиций, инфраструктуры и скорости технологического перевода из лаборатории в цех.

Прогноз: от пилота — к глобальному лидерству?

Заявленный прорыв больше, чем научная новость. Это стратегический сигнал: Россия активно инвестирует в передовые технологии будущего. В ближайшие 1–3 года мы, вероятно, увидим первые технические публикации и демонстрационные образцы. В среднесрочной перспективе возможен запуск мелкосерийного производства для исследовательских реакторов. А в долгосрочной, если всё пойдёт по плану, Россия может занять лидирующую позицию на нишевом, но критически важном рынке компонентов для термоядерной и высокотемпературной техники.

Таким образом, 3D-печать из вольфрама – не просто «технологическая фишка». Это реальный шанс ускорить путь к чистой, безопасной и практически неисчерпаемой энергии будущего и укрепить позиции России в новом технологическом укладе.