Для майбутнього токамака зібрали магніт рекордної потужності

0
12

Керований термоядерний синтез може стати майже нескінченним джерелом «чистої» і безпечної енергії. Тому вже більше півстоліття вчені повільно, але вірно рухаються до створення промислових установок для отримання термоядерної енергії. Найбільший з таких проектів-міжнародний експериментальний реактор iter, який зводять у франції. А в массачусетському технологічному інституті (mit) працюють над схожим, але більш компактним реактором arc.

Як і в iter, воднева плазма в ньому повинна утримуватися і стискатися всередині тороїдального (схожого на бублик) токамака за допомогою потужних магнітних полів. Сам токамак на arc матиме всього 3,3 метра в зовнішньому діаметрі і 1,1 метра — у внутрішньому. Для нього планують використовувати не звичайні надпровідникові магніти, як на iter, а магніти з високотемпературних надпровідників, здатні зберігати свої властивості при порівняно помірній температурі, на кілька десятків градусів вище абсолютного нуля (близько мінус 250 градусів цельсія). Така різниця дозволить зробити установку компактніше і знизити витрати на її роботу.

проект установки sparc / © t. Henderson, cfs, mit-psfc, 2020

Поки інженери створюють експериментальну установку sparc — приблизно вдвічі менше майбутнього реактора arc: на ній можна відпрацювати ключові рішення. І нещодавно для sparc у співпраці зі стартапом commonwealth fusion systems (cfs) вони зібрали перший магніт, про що повідомила прес-служба mit.

котушки надпровідної стрічки rebco / © gretchen ertl, cfs, mit-psfc, 2021

В якості високотемпературного надпровідника виступив рідкоземельний оксид барію-міді (rebco), який промислово випускається у вигляді стрічки. З 267 кілометрів такої плівки розробники зібрали 16 плоских магнітів, склавши з них d-подібну конструкцію. Охолоджений до температури близько мінус 253 градусів rebco став надпровідним і після подачі електрики почав генерувати магнітне поле, індуктивність якого досягла 20 тесл. За словами інженерів, це рекорд для подібних установок. Для порівняння, надпровідні магніти великого адронного коллайдера видають поле в 8,3 тесли.

Експериментальна система sparc міститиме 18 таких магнітів, укладених по колу токамака. Її перший запуск запланований на 2025 рік. Очікується, що завдяки компактним і економічним магнітам вона дозволить, нарешті, отримати від термоядерного реактора більше енергії, ніж витрачається на його роботу.