Дивлячись на семиповерхову будівлю з термоядерним реактором проекту ітер можна уявити, що розмір має значення. І все ж вчені не залишають спроб зменшити розміри термоядерних установок до якихось осудних розмірів, що по-справжньому зробить термоядерну енергетику економічно виправданою. Один з таких напрямків прокладають в массачусетському технологічному інституті-це компактні надпровідні надпровідні магніти.
Вид зверху на новий надпровідний магніт. Джерело зображення: mit
Розробники вважають, що наука зробила достатньо для створення комерційно вигідних термоядерних реакторів на базі традиційних токамаків. На основі здобутих знань можна створити компактний термоядерний реактор. Все що необхідно-це зробити набагато більш потужні електромагніти, ніж ті, які зараз випускають. Це дозволить утримувати розігріту до 100 млн і більше градусів цельсія плазму в невеликих за обсягом реакторах. Зокрема, створені в mit нові надпровідні магніти повинні в 40 (!) раз зменшити обсяги робочих камер реакторів.
Ідея розробників полягає в тому, що традиційні надпровідні магніти, наприклад, задіяні в проекті ітер, використовують низькотемпературну надпровідність (охолоджуються до температури близько -269 °c), а для кратного збільшення сили магнітного поля досить перейти на високотемпературну надпровідність. Просте підвищення робочої температури магнітів дозволить значно посилити напруженість поля без винаходу будь-яких унікальних технологій. Залишилося тільки такий магніт зробити. І його зробили і навіть випробували!
Днями в лабораторії mit вчені спільно зі стартапом commonwealth fusion systems (cfs), який запропонував ідею нового магніту, випробували унікальний магніт для майбутніх компактних термоядерних реакторів. При охолодженні до температури близько -253,15 °c досвідчений магніт розвинув рекордну напруженість магнітного поля, рівну 20 тесла. Стверджується, що аналогів цьому немає.
Для випробування концепції на базі 18 таких магнітів до 2025 року буде створено лабораторний термоядерний реактор sparc. Його діаметр буде близько 3 метрів, але кожен електромагніт буде містити 267 км спеціальної стрічки з надпровідних матеріалів, складених в 16 пластин d-подібної форми. Стверджується, що новий матеріал в стрічках (рулонах) недавно став комерційно доступний і це прокладе шлях до комерціалізації технології.
Запуск лабораторного макета реактора в 2025 році повинен буде продемонструвати можливість виробляти більше енергії, ніж поглинати на підтримування реакції синтезу. На наступному етапі передбачається побудувати досвідчений реактор arc з робочою камерою вдвічі більшого діаметру — до 7 метрів, але це все одно буде в два рази менше, ніж у реактора ітер. На проекті arc, про який було заявлено ще в 2015 році, буде проведено видобуток електрики з ефективністю більше одиниці — до 3 або навіть 6 крат.
” ніша, яку ми заповнювали, відноситься до того, щоб використовувати звичайну фізику плазми, звичайні конструкції та інженерні рішення токамаків, але привнести в них нову технологію магнітів — – кажуть вчені. – таким чином, нам не були потрібні інновацій в півдюжині різних областей. Ми просто впровадили інновації в магніт, а потім застосували базу знань, накопичених за останні десятиліття».
