Инженеры из США разработали магнит, используя пленку из высокотемпературного сверхпроводника, что позволило достичь магнитного поля в 20 тесла.
Управляемый термоядерный синтез может стать почти бесконечным источником «чистой» и безопасной энергии. Поэтому уже больше полувека ученые медленно, но верно двигаются к созданию промышленных установок для получения термоядерной энергии. Крупнейший из таких проектов — международный экспериментальный реактор ITER, который возводят во Франции. А в Массачусетском технологическом институте (MIT) работают над схожим, но более компактным реактором ARC.
Подобно проекту ITER, водородная плазма в ARC также должна удерживаться и сжиматься внутри тороидального (тормообразной формы) токамака посредством мощных магнитных полей. Размеры самого токамака на ARC составят 3,3 метра во внешнем диаметре и 1,1 метра — во внутреннем. В отличие от ITER, где используются обычные сверхпроводящие магниты, для ARC планируется применение магнитов из высокотемпературных сверхпроводников. Они способны сохранять свои характеристики при относительно невысокой температуре, лишь на несколько десятков градусов выше абсолютного нуля (около минус 250 градусов Цельсия). Это позволит значительно уменьшить габариты установки и сократить затраты на ее эксплуатацию.
Пока инженеры разрабатывают экспериментальную установку SPARC, которая примерно вдвое меньше планируемого реактора ARC: на ней можно будет отработать основные решения. Недавно для SPARC, в сотрудничестве со стартапом Commonwealth Fusion Systems (CFS), был собран первый магнит, о чем сообщила пресс-служба MIT.
В качестве высокотемпературного сверхпроводника выступил редкоземельный оксид бария-меди (ReBCO производится промышленно в форме ленты. Из 267 километров такой ленты была собрана D-образная конструкция, состоящая из 16 плоских магнитов. После охлаждения до температуры около минус 253 градуса Цельсия ReBCO стал сверхпроводящим и начал генерировать магнитное поле при подаче электричества, индуктивность которого достигла 20 тесла. Инженеры отмечают, что это является рекордно высоким показателем для подобных устройств. Для сравнения, сверхпроводящие магниты Большого адронного коллайдера создают поле в 8,3 тесла.
Экспериментальная установка SPARC будет включать 18 магнитов, расположенных по окружности токамака. Первый запуск системы намечен на 2025 год. Предполагается, что благодаря компактным и эффективным магнитам, она позволит впервые получить из термоядерного реактора больше энергии, чем требуется для его функционирования.