Сегодня 09 октября 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 🔥
Яркий мультиплеер и бледная кампания: критики вынесли вердикт Battlefield 6 37 мин.
Приложение OpenAI Sora скачали 1 млн раз менее чем за пять дней 2 ч.
Heroes of Might & Magic: Olden Era всё-таки не выйдет в 2025 году, но есть и хорошая новость — в Steam доступна демоверсия 2 ч.
В Steam и на консолях вышел фэнтезийный боевик Absolum — гибрид роглайта и beat ‘em up с духом легендарных аркад прошлого 3 ч.
Российская платформа управления серверной виртуализацией VMmanager получила крупное обновление 4 ч.
Bethesda привлекла авторов фанатской энциклопедии «Древних Свитков» к созданию персонажа в The Elder Scrolls VI 5 ч.
Ремастер ролевого экшена Sacred 2: Fallen Angel с улучшенной графикой и современным интерфейсом выйдет 11 ноября 5 ч.
Человечество приняло ИИ быстрее, чем интернет 5 ч.
«Безответственный» ИИ: большинство компаний пока несут финансовые потери, связанные с внедрением ИИ 6 ч.
Доступ в интернет по выходным сохранится — Минцифры отрицает планы по отключению России от всемирной сети 6 ч.
Intel анонсировала процессоры Xeon 6+ — Clearwater Forest с 288 E-ядрами Darkmont 4 мин.
AMD и Sony рассказали о технологиях будущих видеокарт и консолей PlayStation: нейронные массивы, ядра Radiance и сжатие данных 12 мин.
Intel представила 288-ядерные процессоры Clearwater Forest, основанные на ядрах Darkmont и техпроцессе 18A 30 мин.
В Китае запущен первый в мире двухбашенный гелиоконцентратор с умным полем зеркал 41 мин.
Valve запустила массовое производство VR-гарнитуры Steam Frame — анонс ожидается до конца года 2 ч.
Ferrari анонсировала свой первый электрокар Elettrica: четыре мотора, 1000 л.с., запас хода 530 км и усилитель рёва 3 ч.
Blue Origin готовит второй запуск тяжёлой ракеты New Glenn — компания хочет попытаться вернуть первую ступень 3 ч.
«МТС Банк» встроил банковскую карту в SIM, и теперь бесконтактная оплата работает даже в кнопочном телефоне 4 ч.
Российские цены на тонкий Apple iPhone Air упали на треть за две недели 4 ч.
Intel представила графическую архитектуру Xe3 для Panther Lake и пообещала прибавку в производительности на 50 % 4 ч.