Дослідники з Прінстонської лабораторії фізики плазми (PPPL) Міністерства енергетики США знайшли новий спосіб виробництва потужних магнітів невеликого розміру для термоядерних реакторів. Технологія відрізняється простотою та надійністю, що обіцяє наблизити появу комерційних термоядерних реакторів та відкрити людству доступ до нескінченної та чистої енергії.
Сьогодні для дослідницьких термоядерних реакторів усіх типів і також для реактора ІТЕР створюються магніти на основі низькотемпературної надпровідності (рідше — звичайні на міді). На жаль, низькотемпературна надпровідність сильно обмежує максимально можливу величину магнітного поля, що змушує робити надпровідні магніти дуже великими, а це веде до збільшення розмірів термоядерних реакторів з усіма негативними наслідками економіки процесів.
Виходом може стати високотемпературна надпровідність, що дозволить кратно підняти напруженість магнітних полів та зменшити розміри самих магнітів. Чим менше магніти, тим компактніша активна робоча зона термоядерного реактора. Такі реактори зручно обслуговувати та економно експлуатувати. Саме в цьому напрямку працювала група вчених з Прінстонської лабораторії фізики плазми (PPPL) разом із колегами з Advanced Conductor Technologies, Університету Колорадо в Боулдері та Національній лабораторії високих магнітних полів у Таллахассі, штат Флорида.
Дослідники розробили технологію виробництва компактних надпровідних магнітів із двома серйозними вдосконаленнями. По-перше, вони підібрали матеріали для створення високотемпературної провідності. По-друге, розроблено технологію створення котушок заданої форми без використання ізоляційних матеріалів. Надпровідний провід без ізоляції просто укладається в борозенки в основі котушки і це багаторазово полегшує процес виготовлення магнітів.
«Вартість намотування котушок набагато нижча, тому що нам не потрібно проходити через дорогий і загрожуючий помилками процес вакуумного просочення епоксидною смолою, — сказав провідний дослідник. — Натомість ви безпосередньо намотуєте провідник на форму з котушки».
Особливо важливою дана розробка є для розробки так званих сферичних токамаків, які зовні схожі на яблуко, а не на бублик класичного токамака. Для сферичних токамаків розмір має першорядне значення. Такі реактори можуть бути досить компактними, але магнітні поля у них дуже складної форми, що ставить жорсткі вимоги до магнітів. Компактні магніти можуть розв’язати ці проблеми і, хочеться сподіватися, рано чи пізно це станеться.
Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.
Читайте також: