Китай создал магнит весом в 582 тонны для «искусственного Солнца»

Китай завершил создание крупнейшего в мире сверхпроводящего магнита для термоядерного реактора. Конструкция весит 582 тонны и должна стать частью установки, которую часто называют «искусственным Солнцем», сообщает Global Times.

Магнит разработали специалисты Института физики плазмы Китайской академии наук в городе Хэфэй. Он прошел экспертную приемку, однако ученым еще предстоит собрать полную установку и проверить оборудование при длительной работе в экстремальных условиях.

Зачем реактору магнит весом 582 тонны

Термоядерный реактор должен удерживать плазму, нагретую примерно до 100 миллионов градусов. Ни один обычный материал не выдержит прямого контакта с такой температурой, поэтому плазму необходимо изолировать от стенок вакуумной камеры.

Для этого используется мощное магнитное поле. Оно удерживает раскаленные частицы в воздухе внутри реактора и не дает им коснуться оборудования. Разработчики сравнивают систему с невидимой магнитной клеткой.

Новый магнит имеет D-образную форму. Его длина достигает 21 метра, ширина составляет около 12 метров. По информации Китайской академии наук, его объем в 1,3 раза превышает объем аналогичного магнита международного термоядерного реактора ITER, а запасаемая энергия больше примерно в три раза.

В будущем 16 таких элементов должны образовать кольцо вокруг реактора. Оно будет создавать магнитное поле напряженностью около 6,5 тесла в центре плазмы.

Почему установку называют «искусственным Солнцем»

Внутри Солнца энергия появляется при слиянии легких атомных ядер. Китайские исследователи пытаются воспроизвести похожий процесс на Земле, но в контролируемых условиях.

В отличие от обычных атомных электростанций, где тяжелые ядра расщепляются, термоядерные установки должны соединять легкие ядра. При успешной работе такая технология сможет производить большое количество энергии без выбросов углекислого газа непосредственно во время реакции.

Однако для запуска процесса необходимо одновременно выполнить несколько сложных условий:

• нагреть плазму до температуры выше 100 миллионов градусов;
• надежно удерживать ее внутри вакуумной камеры;
• поддерживать реакцию достаточно долго;
• получать из реакции больше энергии, чем расходует вся установка;
• создать оборудование, способное работать годами под воздействием радиации и высокой нагрузки.

Новый магнит решает только одну из этих задач, хотя и одну из наиболее сложных.

Китай нацелился на 2030 год

К концу 2027 года в Китае планируют завершить строительство экспериментального сверхпроводящего токамака BEST. Следующим этапом должна стать установка, способная не только поддерживать термоядерную реакцию, но и производить энергию.

Китайские ученые рассчитывают получить первую термоядерную генерацию примерно к 2030 году. Этот срок остается целью научной программы, а не гарантированной датой появления коммерческой электростанции.

Представители проекта оценивают готовность работ над магнитной системой примерно в 80%. Впереди остаются сборка полного реактора, интеграция всех компонентов и продолжительные испытания.

Даже при успешном выполнении программы массовое использование термоядерной энергии потребует дополнительного времени. Ученым предстоит доказать, что реактор может стабильно работать, производить больше энергии, чем потребляет, и оставаться экономически оправданным.