Żaroodporne stopy o wysokiej entropii (RHEAs – Refractory High-Entropy Alloys) są obiecującymi kandydatami na materiały konstrukcyjne do reaktorów syntezy jądrowej, w których obecnie dominują stopy na bazie wolframu (W). Materiały do zastosowań w fuzji jądrowej muszą wytrzymywać ekstremalne warunki, w tym:

• poważne uszkodzenia radiacyjne wywołane przez wysokoenergetyczne neutrony,
• kruchość spowodowaną implantacją jonów wodoru (H) i helu (He),
• ekspozycję na wysokie temperatury oraz gradienty temperaturowe.

Najnowsze stopy RHEA, takie jak WTaCrV oraz WTaCrVHf, wykazały lepszą odporność na promieniowanie oraz większą stabilność mikrostrukturalną w porównaniu z czystym wolframem. Jednak ich wieloelementowy skład utrudnia produkcję materiału w większej skali i ogranicza możliwości praktycznego zastosowania. W niniejszym badaniu wykazano, że zmniejszenie liczby dodatków stopowych w RHEAs jest możliwe bez pogorszenia odporności na promieniowanie. Opracowano i przebadano dwa ogniotrwałe stopy o wysokim stężeniu pierwiastków stopowych (HCRAs – Highly Concentrated Refractory Alloys): W53Ta44V3 oraz W53Ta42V5 (w % atomowych). Stwierdzono, że niewielki dodatek wanadu (V) znacząco wpływa na odpowiedź radiacyjną stopów z układu dwuskładnikowego W–Ta. Wyniki eksperymentalne, wspierane przez symulacje ab-initio Monte Carlo oraz dynamikę molekularną wspomaganą przez uczenie maszynowe, pokazują, że drobne zmiany zawartości wanadu wzmacniają chemiczne uporządkowanie bliskiego zasięgu (CSRO – Chemical Short-Range Order) między Ta i V. To z kolei zwiększa odporność radiacyjną stopu W53Ta42V5. Poprzez redukcję złożoności chemicznej i liczby pierwiastków stopowych, badanie to podważa konwencjonalne podejście do projektowania stopów wysokiej entropii, proponując nową drogę: projektowanie uproszczonych, wieloskładnikowych stopów o właściwościach ogniotrwałych do zastosowań w termojądrowej fuzji jądrowej.