Компактные термоядерные реакторы будут строить на самых сильных в мире сверхпроводящих магнитах

Исследовательская группа из Массачусетского технологического института сообщила о создании передового сверхпроводящего магнита. Он должен стать важной частью экспериментального термоядерного реактора, отличающегося относительно низкой стоимостью и небольшими размерами. Впервые о проекте под

Исследовательская группа из Массачусетского технологического института сообщила о создании передового сверхпроводящего магнита. Он должен стать важной частью экспериментального термоядерного реактора, отличающегося относительно низкой стоимостью и небольшими размерами.

Впервые о проекте под названием ARC (аббревиатура от английских слов «доступный, надежный, компактный») ученые рассказали в 2015 году. Разрабатываемая установка представляет собой токамак с радиусом 3,3 м. То есть она в 2 раза меньше, чем, например, международный ITER, строящийся во Франции.

Как любой токамак, ARC предполагает создание плазмы, необходимой для термоядерного синтеза, с помощью электромагнитного поля. Но если для его формирования в ITER и многих других аналогичных установках используются низкотемпературные сверхпроводящие магниты, требующие охлаждения до –269 °C, то в новой разработке применяются «высокотемпературные», работающие при –253 °C, проводники. Они создают мощное магнитное поле, занимая мало пространства, что позволяет сделать реактор более компактным и дешевым.

В качестве основы исследователи взяли имеющийся в свободной продаже сверхпроводящий материал в виде узкой ленты. В течение 3 лет ученые вместе со специалистами Commonwealth Fusion Systems работали над тем, чтобы сделать на ее основе электромагнит для SPARC — уменьшенного приблизительно в 2 раза прототипа проектируемого реактора.

В готовой конструкции ленты сверхпроводника общей длиной 267 км соединены в 16 листов, установленных внутри D-образного корпуса. При охлаждении до –253,15 °C и подаче электропитания система превращается в сверхпроводящий магнит.

В ходе испытаний сила магнитного поля в нем достигала 20 Тл. Это дает возможность называть разработку самым мощным из когда-либо изготовленных устройств для удержания плазмы. По заявлению исследователей, для получения аналогичных показателей при использовании низкотемпературных сверхпроводников нужен в 40 раз более крупный реактор.

Ученые считают, что благодаря новому магниту SPARC первым среди всех установок для термоядерного синтеза сможет генерировать больше энергии, чем потребляет. Как ожидается, проверить это утверждение получится уже в 2025 году — таков предполагаемый срок завершения строительства SPARC.