Китай объявил о завершении разработки и успешных испытаниях крупнейшего в мире сверхпроводящего магнита для термоядерного реактора. Достижение стало одним из ключевых этапов национальной программы по созданию "искусственного солнца" и приблизило страну к реализации управляемого термоядерного синтеза как источника практически неисчерпаемой чистой энергии, передает inbusiness.kz со ссылкой на The Global Times.
В Институте физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP) прошли экспертную приемку сразу два критически важных элемента будущего реактора - тороидальный сверхпроводящий магнит и высокотемпературная сверхпроводящая центральная соленоидная катушка. Оба устройства полностью разработаны и произведены в Китае.
Главной новинкой стал D-образный тороидальный магнит длиной 21 метр, шириной 12 метров и массой 582 тонны. Это самый большой сверхпроводящий магнит для термоядерных установок, созданный на сегодняшний день. Его объем примерно в 1,3 раза больше, чем у аналогичных магнитов международного проекта ITER, а запасаемая энергия - почти втрое выше. В реакторе будут работать 16 таких катушек, создавая магнитное поле напряженностью 6,5 тесла, удерживающее плазму температурой около 100 млн градусов без контакта со стенками камеры.
Одновременно успешно завершились испытания центральной соленоидной катушки, которую китайские специалисты называют "свечой зажигания" термоядерного реактора. Именно она отвечает за запуск и управление плазменным током. По итогам тестов катушка продемонстрировала рекордные мировые показатели по запасенной энергии, скорости нарастания магнитного поля и минимальному сопротивлению соединений.
По словам директора ASIPP Сун Юньтао, важнейшим результатом проекта стала полная технологическая независимость. Китай самостоятельно освоил производство всех ключевых компонентов — от сверхпроводящих лент и специальных криогенных сталей до сложнейших технологий намотки катушек и создания сверхнизкоомных соединений. За шесть лет работы проект принес 47 патентов и лег в основу 25 отраслевых стандартов.
Создание таких магнитов потребовало решения уникальных инженерных задач. Оборудование должно бесперебойно работать не менее 60 лет при температуре около –269 °C, выдерживая огромные токи, интенсивное излучение и экстремальные механические нагрузки. Инженерам также удалось снизить сопротивление соединений до рекордных 0,04 наноома, что практически исключает потери энергии даже при токах порядка 100 тысяч ампер.
Еще одним важным достижением стало значительное снижение стоимости высокотемпературных сверхпроводящих материалов. Цена специализированной сверхпроводящей ленты уменьшилась примерно в четыре раза - с 400 до 100 юаней за метр, что делает будущие коммерческие термоядерные установки значительно более экономически привлекательными.
Разработка опирается на многолетний опыт Китая в исследованиях термоядерного синтеза. Ранее китайский экспериментальный сверхпроводящий токамак EAST установил мировой рекорд, удерживая плазму с температурой около 100 млн градусов Цельсия в течение 1066 секунд.
Согласно национальной дорожной карте, к концу 2027 года Китай планирует завершить строительство компактного экспериментального термоядерного реактора нового поколения, а первые демонстрации выработки термоядерной энергии ожидаются ориентировочно к 2030 году. Следующим этапом станет строительство первой в мире демонстрационной термоядерной электростанции.
Несмотря на достигнутый прогресс, ученые подчеркивают, что коммерческое использование термоядерной энергии остается сложной задачей. После успешных испытаний предстоят сборка всей установки и длительные испытания в экстремальных условиях. Однако разработчики отмечают, что каждый подобный технологический прорыв делает появление термоядерной энергетики все более реальным.
Читайте по теме:
Солнце село, а энергия осталась: Китай показал новую технологию без литиевых батарей
