https://moskwanews.ru

В Китае успешно провели испытания крупнейшего в мире магнита для термоядерного реактора, что стало важным шагом на пути к созданию так называемого «искусственного Солнца». В стране сейчас наблюдается настоящий бум разработок в области термоядерной энергетики.

Термоядерные реакторы гораздо безопаснее традиционных ядерных, а запас топлива для них практически не ограничен. Однако для их строительства необходимо решить множество инженерных задач. Солнечный синтез на Земле невозможен из-за отсутствия столь высокого давления, поэтому температура реакций должна превышать 100 миллионов градусов, что невозможно выдержать никаким известным материалам.

Решение было найдено советскими учеными благодаря токамаку — тороидальной камере, где плазма удерживается мощным магнитным полем. Однако за 70 лет существования идеи ни одной промышленной установки создано так и не было, все проекты оставались на стадии экспериментов.

Одна из главных инженерных проблем — разница температур: сверхпроводящие магниты должны оставаться при температурах близких к абсолютному нулю, а реакционная зона нагревается до огромных значений. Это требует сложнейших технологий по соединению столь противоположных условий.

Долгое время скептики шутили, что коммерческая термоядерная энергетика всегда остается «всего в 30 годах» от реальности. Но в последние годы человечество вплотную приблизилось к прорыву: в Китае успешно испытаны два гигантских сверхпроводящих магнита для токамака. Новый магнит имеет D-образную форму, размеры 21 на 12 метров и массу 582 тонны. Он крупнее и энергоемче аналогов, используемых в международном проекте ИТЭР во Франции. Всего планируется изготовить 16 таких магнитов, которые будут удерживать плазму в тороидальном кольце.

Также успешно прошли испытания высокотемпературные сверхпроводящие центральные катушки — ключевые элементы, сравнимые по важности с зажиганием в двигателе автомобиля. Как отметил директор Института физики плазмы Китайской академии наук Сун Юньтао, все элементы системы — от сырья до сборки — теперь полностью производятся в Китае.

Завершение экспериментального сверхпроводящего токамака с горящей плазмой намечено на конец 2027 года, а запуск выработки термоядерной энергии — на 2030-й. Реактор строится в рамках проекта CRAFT, который станет современной технологической базой для будущего демонстрационного реактора CFEDR. Этот проект призван послужить «мостом» между ИТЭР и будущими коммерческими термоядерными станциями.

Сегодня развитие термоядерной энергетики — приоритет для многих государств, особенно Китая, где одновременно ведется строительство нескольких больших установок различными научными и частными организациями. Основная причина такой активности — острая потребность в новых источниках энергии для растущей экономики и большого населения.

Одним из заметных проектов является токамак BEST в Хэфэе, его строительство сейчас выходит на финишную прямую. Проектная мощность — около 200 мегаватт, тогда как у международного ИТЭР — 500 мегаватт. Большинство технологий для BEST были заимствованы и доработаны на основе наработок международного проекта, в котором Китай является полноправным участником наряду с Россией.

По словам экспертов, собственные проекты термоядерных реакторов сейчас реализуют почти все технологические державы. В США строится токамак SPARC, где используются российские сверхпроводящие материалы, поскольку отечественные технологии в этой области остаются одними из лучших в мире. В России, при участии Росатома, заканчивают подготовку к строительству нового реактора в Троицке, в Новой Москве.

Ключевым центром мировой термоядерной энергетики остается ИТЭР во Франции, объединяющий более 30 стран. Все участники вносят свои лучшие инженерные решения, а потом используют общий опыт для реализации собственных проектов. В результате формируется единая технологическая база для будущих промышленных термоядерных станций.

Многие технологии, разработанные в рамках ИТЭР, уже нашли применение в медицине, космосе, физике высоких энергий и других областях. Для России участие в таком международном проекте даёт уникальный доступ к свежим инженерным решениям и позволяет развивать свои установки следующего поколения.

Сейчас проект ИТЭР реализуется даже с опережением графика, несмотря на имеющиеся трудности. По мнению специалистов, мир вступил в эпоху глобальной энергетической гонки. Если этой гонке удастся прийти к практическим результатам, выиграет всё человечество.