Новости Hardware

В США создали сильнейший магнит в мире, что обещает прорыв в области термоядерных реакторов

Глядя на семиэтажное здание с термоядерным реактором проекта ИТЕР можно представить, что размер имеет значение. И всё же учёные не оставляют попыток уменьшить размеры термоядерных установок до каких-то вменяемых размеров, что по-настоящему сделает термоядерную энергетику экономически оправданной. Одно из таких направлений прокладывают в Массачусетском технологическом институте — это компактные сверхмощные сверхпроводящие магниты.

Вид сверху на новый сверхпроводящий магнит. Источник изображения: MIT

Вид сверху на новый сверхпроводящий магнит. Источник изображения: MIT

Разработчики считают, что наука сделала достаточно для создания коммерчески выгодных термоядерных реакторов на базе традиционных токамаков. На основе добытых знаний можно создать компактный термоядерный реактор. Всё что необходимо — это сделать намного более мощные электромагниты, чем те, которые сейчас выпускают. Это позволит удерживать разогретую до 100 млн и более градусов Цельсия плазму в небольших по объёму реакторах. В частности, созданные в MIT новые сверхпроводящие магниты должны в 40(!) раз уменьшить объёмы рабочих камер реакторов.

Идея разработчиков заключается в том, что традиционные сверхпроводящие магниты, например, задействованные в проекте ИТЕР, используют низкотемпературную сверхпроводимость (охлаждаются до температуры около -269 °C), а для кратного увеличения силы магнитного поля достаточно перейти на высокотемпературную сверхпроводимость. Простое повышение рабочей температуры магнитов позволит значительно усилить напряжённость поля без изобретения каких-либо уникальных технологий. Осталось только такой магнит сделать. И его сделали и даже испытали!

На днях в лаборатории MIT учёные совместно со стартапом Commonwealth Fusion Systems (CFS), который предложил идею нового магнита, испытали уникальный магнит для будущих компактных термоядерных реакторов. При охлаждении до температуры около -253,15 °C опытный магнит развил рекордную напряжённость магнитного поля, равную 20 тесла. Утверждается, что аналогов этому нет.

Для испытания концепции на базе 18 таких магнитов к 2025 году будет создан лабораторный термоядерный реактор SPARC. Его диаметр будет около 3 метров, но каждый электромагнит будет содержать 267 км специальной ленты из сверхпроводящих материалов, сложенных в 16 пластин D-образной формы. Утверждается, что новый материал в лентах (рулонах) недавно стал коммерчески доступный и это проложит путь к коммерциализации технологии.

Запуск лабораторного макета реактора в 2025 году должен будет продемонстрировать возможность вырабатывать больше энергии, чем поглощать на поддерживание реакции синтеза. На следующем этапе предполагается построить опытный реактор ARC с рабочей камерой вдвое большего диаметра — до 7 метров, но это всё равно будет в два раза меньше, чем у реактора ИТЕР. На проекте ARC, о котором было заявлено ещё в 2015 году, будет произведена добыча электричества с эффективностью больше единицы — до 3 или даже 6 крат.

«Ниша, которую мы заполняли, относится к тому, чтобы использовать обычную физику плазмы, обычные конструкции и инженерные решения токамаков, но привнести в них новую технологию магнитов, — говорят учёные. — Таким образом, нам не требовались инноваций в полудюжине различных областей. Мы просто внедрили инновации в магнит, а затем применили базу знаний, накопленных за последние десятилетия».

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥