Китай сделал новый шаг в гонке за термоядерной энергией. Ученые завершили создание и испытания крупнейшего в мире сверхпроводящего магнита, который станет ключевым элементом установки CRAFT — экспериментального реактора, уже получившего название "искусственное Солнце", передает inbusiness.kz со ссылкой на Аргументы и факты.
Гигантская конструкция весит 582 тонны, имеет длину 21 метр и ширину 12 метров. Именно этот магнит должен стать "невидимой клеткой", способной удерживать раскаленную плазму внутри реактора. Если проект будет развиваться по плану, Китай рассчитывает получить первые результаты по выработке энергии уже в ближайшие годы.
Магнитная ловушка для плазмы в 100 миллионов градусов
Главная задача сверхмощного магнита — удержать плазму, нагретую до температуры около 100 миллионов градусов Цельсия. Для сравнения, температура в центре Солнца составляет примерно 15 миллионов градусов.
Ни один материал на Земле не способен выдержать прямой контакт с таким раскаленным веществом. Поэтому ученые используют магнитное поле, которое буквально подвешивает плазму в вакууме и не позволяет ей коснуться стенок установки.
Разработкой магнита занимался Институт физики плазмы Китайской академии наук. По своим характеристикам он превосходит аналоги, создаваемые для международного термоядерного проекта ITER, в несколько раз. При этом все основные компоненты — от сверхпроводящих проводов до специальной стали — были изготовлены внутри Китая.
Помимо основного магнита, специалисты успешно испытали еще один важнейший элемент — высокотемпературную сверхпроводящую центральную соленоидную катушку. Она будет выполнять роль своеобразной "свечи зажигания", запускающей и поддерживающей ток плазмы внутри реактора.
Как отмечают инженеры, магнит удерживает плазму, а центральная катушка запускает процесс. Вместе эти элементы формируют основу будущего термоядерного устройства.
Энергия звезд на Земле
Термоядерный реактор пытается воспроизвести процессы, которые происходят внутри звезд. Во время реакции синтеза легкие ядра водорода — дейтерий и тритий — соединяются, образуя более тяжелое ядро гелия. При этом выделяется огромное количество энергии.
Главная проблема технологии заключается не в самом синтезе, а в том, чтобы удержать сверхгорячую плазму достаточно долго. Именно поэтому мощные сверхпроводящие магниты считаются одним из самых сложных элементов термоядерных установок.
В отличие от традиционных атомных электростанций, где происходит деление ядер, термоядерная энергетика обещает более высокий уровень безопасности и значительно меньше долгоживущих радиоактивных отходов. Именно поэтому ученые называют ее "святым Граалем" энергетики.
Строительство экспериментального реактора CRAFT должно завершиться в 2027 году. К 2030 году Китай рассчитывает получить подтверждение того, что его установка способна стать шагом к созданию будущих электростанций на основе термоядерного синтеза.
По оценкам специалистов, создание сверхпроводящих магнитов решает значительную часть самых сложных инженерных задач на пути к практическому термояду. Следующий этап — сборка полного реактора и серия длительных испытаний.
Пока Китай движется вперед, ITER сталкивается с задержками
Китайский проект развивается на фоне проблем у международного термоядерного эксперимента ITER, который строится во Франции при участии 35 стран, включая Россию, США, Китай и Индию.
Изначально первую плазму на ITER планировали получить раньше, однако сроки неоднократно переносились. Сейчас запуск ожидается значительно позже первоначальных планов, а полноценные эксперименты с термоядерными реакциями — в следующем десятилетии.
Если Китай сможет реализовать заявленный график, его "искусственное Солнце" станет одним из самых масштабных технологических достижений XXI века и приблизит человечество к созданию практически неисчерпаемого источника энергии.
Читайте по теме:
Почему Китай вкладывает миллиарды в недра Казахстана
