Самые сильные сверхпроводящие магниты для термоядерного реактора

Большая часть ученых физиков считает, что термоядерный синтез способен полностью изменить энергетику XXI века. Для этого, в 2001 году был создан проект международного экспериментального термоядерного реактора ITER, (строительство ведется во Франции), с целью демонстрации возможности коммерческого использования термоядерной реакции синтеза. Однако, из-за значительных технических трудностей и неопределённостей, при проектировании и производстве компонентов строительство может закончится только в 2025 году, при том, что бюджет проекта составляет 19 млрд евро.

Такая ситуация наводит на мысль, что усилия ученых пока не приносят конкретных результатов и источник энергии от термояда пока в далекой перспективе. Тем не менее, следует заметить, что параллельно ученые проводят экспериментальные исследования по созданию сверх проводящих магнитов, основы при создании термоядерного реактора.

По результатам своей работы, исследовательская группа из Массачусетского технологического института (МТІ) сообщила о создании передового сверхпроводящего магнита. Он должен стать важной частью экспериментального термоядерного реактора, отличающегося относительно низкой стоимостью и небольшими размерами.

Впервые о проекте под названием ARC (аббревиатура от английских слов «доступный, надежный, компактный») ученые рассказали в 2015 году. Разрабатываемая установка представляет собой токамаг (тороидальная камера с магнитами) с радиусом 3,3 м. То есть она в 2 раза меньше, чем, международный ITER.

Как любой токамаг, ARC предполагает создание плазмы, необходимой для термоядерного синтеза, с помощью электромагнитного поля. Но если для его формирования в ITER и многих других аналогичных установках используются низкотемпературные сверхпроводящие магниты, требующие охлаждения до –269 °C, то в новой разработке применяются «высокотемпературные», работающие при –253 °C, проводники. Они создают мощное магнитное поле, занимая мало пространства, что позволяет сделать реактор более компактным и дешевым.

В качестве основы исследователи взяли имеющийся в свободной продаже сверхпроводящий материал в виде узкой ленты. В течение 3 лет ученые вместе со специалистами Commonwealth Fusion Systems работали над тем, чтобы сделать на ее основе электромагнит для SPARC — уменьшенного приблизительно в 2 раза прототипа проектируемого реактора.

Читайте также: Энерговыгодный термоядерный синтез

В готовой конструкции ленты сверхпроводника общей длиной 267 км соединены в 16 листов, установленных внутри D-образного корпуса. При охлаждении до –253,15 °C и подаче электропитания система превращается в сверхпроводящий магнит.

В ходе испытаний сила магнитного поля в нем достигала 20 Тл. Это дает возможность называть разработку самым мощным из когда-либо изготовленных устройств для удержания плазмы. По заявлению исследователей, для получения аналогичных показателей при использовании низкотемпературных сверхпроводников нужен в 40 раз более крупный реактор.

Ученые считают, что благодаря новому сверхпроводящему магниту SPARC первым среди всех установок для термоядерного синтеза сможет генерировать больше энергии, чем потребляет. Как ожидается, проверить это утверждение получится уже в 2025 году — таков предполагаемый срок завершения строительства SPARC.

Источник: news.mit.edu

Спасибо за ваше внимание.  Если понравилась, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару строк своего мнения