Сегодня 22 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

В MIT открыли путь к дешёвой термоядерной энергии, совершив прорыв в производстве сверхпроводящих магнитов

В серии из шести научных статей в мартовском выпуске журнала IEEE Xplore учёные Массачусетского технологического института рассказали о разработке и принципах работы новых электромагнитов на основе высокотемпературной сверхпроводимости. Эта разработка названа крупнейшим за последние 30 лет прорывом в области создания коммерчески выгодных термоядерных реакторов.

 Источник изображений: MIT

Источник изображений: MIT

Первые испытания масштабного прототипа высокотемпературного сверхпроводящего электромагнита состоялись 5 сентября 2021 года в лабораториях Центра науки о плазме и термоядерного синтеза Массачусетского технологического института (PSFC). Изделие массой около 9 тонн создало электромагнитное поле силой 20 тесла. Конструкция электромагнита была создана с нуля с использованием новых принципов и масштабные испытания должны были подтвердить правильность расчётов, моделей и самой идеи, которая на тот момент была крайне новаторской.

До появления этой разработки существующие на тот момент технологии и электромагниты уже могли создавать поля необходимой напряжённости, чтобы удерживать нагретую до 100 млн °C плазму в изоляции от стенок рабочей камеры. Однако эффективность работы подобных систем была далека от требований рентабельности. Учёные из MIT с коллегами из компании Commonwealth Fusion Systems смогли создать намного более компактные и дешёвые в производстве и поддержке электромагниты, которые позволили заявить об их впечатляющей энергоэффективности.

«За одну ночь это практически изменило стоимость ватта термоядерного реактора почти в 40 раз», как позже заявили участники эксперимента. «Теперь у термоядерного синтеза есть шанс, — утверждают учёные. — Наиболее широко используемая конструкция для экспериментальных термоядерных устройств, получила шанс стать экономичной, потому что у вас появились скачкообразные изменения в этой области». Это способность значительно уменьшить размер и стоимость объектов, которые сделали бы возможным термоядерный синтез.

Один из секретов успеха новой конструкции электромагнитов стал отказ от изоляции проводов в обмотках катушек. В это трудно поверить, но учёные использовали в обмотке голые провода без опасений пробоев и коротких замыканий. Эффект сверхпроводимости создал в обмотках такие условия, что замыканием между витками можно было пренебречь. Эксперимент подтвердил правильность выбора. Катушка электромагнита осталась надёжной и стала гораздо меньше в размерах, а также по стоимости и с точки зрения общего размера реактора.

В качестве обмотки был выбран высокотемпературный сверхпроводник REBCO — это редкоземельный оксид бария-меди, который позволяет достигать сверхпроводящего эффекта при температуре 20 К — это на 16 К выше обычной сверхпроводимости, что меняет правила игры несмотря на кажущуюся небольшую разницу в глубине охлаждения. На один электромагнит ушло 300 км полосы REBCO. Только представьте, сколько экономии пространства в катушке стало возможным благодаря отказу от изоляции этого провода. Кстати, в MIT не назвали поставщика этого провода, поэтому им вполне может оказаться китайский производитель Shanghai Superconductor, например.

Позже во время испытаний магнита на критических режимах были проверены теоретические модели его поведения вплоть до частичного разрушения (расплавления обмотки). Это было важно для улучшения конструкции и отработки эксплуатационных характеристик электромагнитов для использования в будущих термоядерных реакторах. Выход сегодня статей по разработке стал возможным после получения патентов на конструкцию электромагнитов и принципы их работы. Исследование приближает тот момент, когда на Земле может зажечься рукотворное Солнце, а энергия в электросетях станет бесконечной и практически чистой.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
OpenAI раскрыла масштабы популярности ChatGPT: каждый день бот получает 2,5 млрд запросов 3 ч.
Microsoft реализовала на ПК и консолях Xbox кроссплатформенную историю запущенных игр, но пока не для всех 4 ч.
Календарь релизов —21–27 июля: Killing Floor 3, Wuchang: Fallen Feathers и The King is Watching 4 ч.
Дуров призвал сообщать ему о вымогателях в Telegram, охотящихся за подарками — но это не бесплатно 4 ч.
Спустя два года после релиза в Avatar: Frontiers of Pandora всё-таки добавят функции, которые фанаты просили больше всего 6 ч.
Microsoft ускорила запуск приложений Office, но это может замедлить загрузку Windows 7 ч.
Цензура была не зря: Ready or Not продаётся на PS5, Xbox Series X и S в 10 раз быстрее, чем на ПК 7 ч.
X отказалась раскрывать рекомендательный алгоритм и данные о публикациях французской прокуратуре 8 ч.
Evolve от создателей Left 4 Dead могла получить продолжение — художник показал концепт-арты отменённой Evolve 2 8 ч.
MWS Cloud запустила платформу хранения больших данных для обучения ИИ 10 ч.
Новая статья: Система жидкостного охлаждения MSI MAG CoreLiquid A13 360: добавляем в закладки ещё одну 2 ч.
Амстердам и Франкфурт выбыли из первой двадцатки локаций гиперскейлеров 6 ч.
Ryzen Threadripper Pro 9995WX разогнали до 5 ГГц на всех 96 ядрах: 950 Вт потребления и 186 тыс. баллов в Cinebench R23 6 ч.
Tesla попытается остановить падение продаж электромобилей скидками, бесплатной зарядкой и другими бонусами 6 ч.
AMD обучила ноутбуки на Ryzen AI безоблачной генерации изображений в Stable Diffusion 7 ч.
Сегодня открылся ресторан Tesla Diner — среди сотрудников оказался робот Optimus 7 ч.
xAI ищет разработчиков кастомных чипов для ИИ-систем 7 ч.
Носовые волоски вдохновили инженеров на создание пылевого фильтра будущего со «слизистой» — внутри ПК станет чище 8 ч.
По стопам Nvidia: TSMC первой из азиатских компаний достигла капитализации в $1 трлн 8 ч.
Запущен самый мощный в Великобритании ИИ-суперкомпьютер — комплекс Isambard-AI 9 ч.