Испытан самый мощный в мире магнит из высокотемпературных сверхпроводников

Наука


С помощью нового магнита и внутри него вспыхнет «рукотворное солнце» и получится термоядерный реактор. Если, конечно, получится.

Ученые из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology — MIT) вместе с коллегами из стартап-компании Commonwealth Fusion Systems (CFS) и Биллом Гейтсом, который поддерживает их финансово, сделали по истине семимильный шаг вперед на пути создания работоспособного термоядерного реактора – «неисчерпаемого источника энергии», как называют эту мечту человечества, начавшую казаться несбыточной. Они создали для него эдакий магнит мечты на основе высокотемпературных сверхпроводящих материалов. На испытаниях, которых прошли 5 сентября магнит сгенерировал магнитное поле напряженностью 20 Тесла – почти в миллион раз больше земного.

Секция магнита, испытанная в MIT. В реакторе-токамаке таких сеций, установленных по кругу, будет 16 штук.

Секция магнита, испытанная в MIT. В реакторе-токамаке таких сеций, установленных по кругу, будет 16 штук.

Достижение отнюдь не рекордное – в лабораториях ученые генерировали поля почти в 3 тысячи Тесла. Главное достоинство нового магнита в том, что для своей мощности он очень компактный – каких-то пару метров в поперечнике.

Уменьшить размеры главной детали термоядерного реактора позволил новый материал – лента высокотемпературного сверхпроводника, изготовленная из оксида иттрий-барий-меди (YBCO). Он не требует экстремального охлаждения.

Для сравнения, диаметр магнита для строящегося во Франции международного экспериментального термоядерного реактора (ИЭТР), изготавливаемого из более традиционного низкотемпературного — сверхпроводника, будет примерно в три раза больше. А «выдавать» 13 Тесла.

Секция магнита на испытаниях.

Секция магнита на испытаниях.

Ученые полагают: и 13 Тесла хватит, чтобы удержать термоядерную плазму, а 20 — еще и с запасом. Но реактор, в основе которого будут высокотемпературные сверхпроводники и более компактный магнит, получится проще и легче.

SPARC – так назвали в коллаборации MIT-CFS энергетическую установку, кольцевой плазменный канал в которой специалисты хотят собрать из 16 магнитных секций. Запустить в работу планируют к 2025 году. Энергии обещают производить 100 мегаватт — в несколько раз больше затраченной на поддержание работы реактора.

Читать  Как будут выглядеть люди в будущем?

По сути и SPARC, и ИТЭР это токамаки – тороидальные камеры с магнитными катушками – установки, изобретенные еще во времена СССР советскими учеными. С тех пор их-то и пытались сделать работоспособными во многих странах мира. Но безуспешно. Термоядерная плазма в таких установках вспыхивала, но на доли секунды. А потом «прилипала» к стенкам и гасла.

Настойчивость, в итоге, победила. Уже в наше время исследователи достигли заметного прогресса – некоторые удерживали горение почти минуту. Главным образом за счет появления сверхпроводников и более мощных магнитов на их основе.

От нынешней разработки коллаборации MIT-CFS до стабильно работающая энергетической установки уже, что называется, рукой подать.

СПРАВКА «КОМСОМОЛКИ»

Солнце в магнитной бутылке

Реакция в термоядерном реакторе – реакция синтеза – подобна той, которая происходит в недрах Солнца. Ядра более легких атомов сливаются, образуя более тяжелые, выделяя при этом огромное количество энергии.

В экспериментальных энергетических установках пока используют изотопы водорода – дейтерий и тритий. Сливаясь, их ядра образуют ядра гелия и множество нейтронов.

В перспективе, возможно, удастся осуществить более эффективный термоядерный синтез на основе реакции слияния ядер дейтерия и гелия-3 с образованием опять же ядер.

Реакция термоядерного синтеза: слияние ядер трития и дейтерия с образованием гелия и выходом энергии. Именно такую реакцию планируют осуществить в токамаке.

Реакция термоядерного синтеза: слияние ядер трития и дейтерия с образованием гелия и выходом энергии. Именно такую реакцию планируют осуществить в токамаке.

Смесь, потребную для синтеза, впрыскивают в тороидальную камеру и разогревают электрическим током до нескольких сотен миллионов градусов. Образуется плазма, в которой и происходит процесс термоядерного синтеза. Магнитное поле удерживает плазму, не давая соприкоснуться с металлическими стенками тороидальной камеры. Подобную конструкцию называют еще «магнитной «бутылкой».

Смотреть видеосюжет

Испытан самый мощный в мире магнит из высокотемпературных сверхпроводников

Читать  В Сибири нашли голову гигантского волка, жившего 40 000 лет назад





Источник

Оцените статью
Новости технологий на Go-ISTore