Китайская программа по созданию термоядерного реактора («искусственного солнца») преодолела один из самых сложных инженерных барьеров. Как сообщает издание The Global Times, два сверхпроводящих магнита, которые являются ключевыми компонентами термоядерной установки, успешно прошли экспертную приемку и полномасштабные испытания в Институте физики плазмы Академии наук Китая (ASIPP).
Этот успех знаменует собой важнейший этап на пути к превращению управляемого термоядерного синтеза из теоретических исследований в практический и экономически эффективный источник чистой энергии.
Введенный в эксплуатацию сверхпроводящий магнит тороидального поля представляет собой рекордную D-образную конструкцию:
- Размеры: 21 метр в длину и 12 метров в ширину.
- Вес: 582 тонны.
- Характеристики: Его объем в 1,3 раза превосходит аналогичные магниты Международного экспериментального термоядерного реактора (ITER), а запасенная энергия больше в три раза.
16 таких катушек в конечном итоге образуют кольцевую систему, способную создавать в центре плазмы мощнейшее магнитное поле с индукцией 6,5 тесла.
«Задача магнита – с помощью сверхмощного поля удерживать «огненный шар» с температурой в 100 миллионов градусов Цельсия внутри вакуумной камеры, не позволяя ему касаться стенок. Это работает как невидимая, но чрезвычайно прочная магнитная клетка», – пояснил Ву Ю, исследователь из ASIPP.
Одновременно с этим специалисты протестировали высокотемпературную сверхпроводящую центральную соленоидную катушку. Исследователь из ASIPP Цинь Цзинган сравнил эти полнопараметрические испытания с запуском автомобильного двигателя. Катушка продемонстрировала стабильный ток, а показатели накопленной энергии, скорости нарастания магнитного поля и сопротивления соединений достигли самых высоких мировых значений.
По словам директора ASIPP Сун Юньтао, ключевое достижение проекта заключается в полной технологической независимости Китая:
- Локализация: от сырья (сверхпроводящие ленты, криогенная сталь, изоляция) до проектирования, намотки и защиты –100% компонентов производятся внутри страны.
- Интеллектуальная собственность: за шесть лет работы создано 47 патентов и 25 отраслевых стандартов.
- Экономический эффект: стоимость высокотемпературной сверхпроводящей ленты снизилась с 400 юаней ($56) до 100 юаней за метр, что решает проблему экономической целесообразности будущих электростанций.
Созданное оборудование рассчитано на 60 лет непрерывной эксплуатации при температуре минус 268,95 °C, высоких токах (до 100 кА) и интенсивном излучении.
Инженерам удалось снизить внутреннее сопротивление соединений до 0,04 наноома, что обеспечивает практически нулевые потери энергии. Образцы проводников выдержали более тысячи циклов экстремальных электромагнитных и термических нагрузок при температуре 4,2 Кельвина.
Национальная программа развития термоядерного синтеза в КНР включает три ключевых этапа:
- К концу 2027 года: завершение строительства экспериментального сверхпроводящего токамака Burning Plasma.
- К 2030 году: запуск первого производства термоядерной энергии.
- Дальнейшая перспектива: строительство демонстрационного реактора CFETR (China Fusion Engineering Demonstration Reactor), который станет первой в мире коммерческой термоядерной электростанцией.
Как отметил Цинь Цзинган, успешные испытания магнитов составляют около 80% от общего объема работ перед полной сборкой реактора, однако каждый подобный прорыв приближает человечество к эпохе безграничной и безопасной чистой энергии.