Scienty

Фото: img.freepik.com

Компания Tokamak Energy из Великобритании заявила о существенном прогрессе в разработке экологически чистых источников энергии. В ходе испытаний, проведенных на территории штаб-квартиры, расположенной неподалеку от Оксфорда, удалось успешно воссоздать магнитные поля, типичные для термоядерных электростанций будущего, в своей системе магнитов Demo4. Впервые в мире такая конфигурация магнитов, изготовленных из высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), была создана в полном объеме).

Система Demo4 продемонстрировала создание магнитного поля интенсивностью 11,8 Тесла при температуре минус 243 градуса Цельсия. Конструкция, состоящая из полного комплекта ВТСП-магнитов, расположенных в форме токамака, позволила пропускать через центральную колонну семь миллионов ампер-витков электрического тока. Генеральный директор Tokamak Energy Уоррик Мэтьюс охарактеризовал эти результаты как «значительный успех» для всей отрасли, отметив, что Demo4 является отражением более чем десятилетнего развития технологий ВТСП и подтверждает одно из технических решений для реализации чистой, практически неисчерпаемой и безопасной термоядерной энергии в энергосистему.

Для получения термоядерной энергии необходимы очень мощные магнитные поля, которые удерживают и контролируют водородное топливо, нагретое до состояния плазмы, температура которой во много раз превышает температуру ядра Солнца. Хотя высокоинтенсивные ВТСП-магниты демонстрировались и раньше, Demo4 решает важную инженерную задачу: проверяет работу комплексной магнитной системы. В работающей термоядерной электростанции сверхпроводящие обмотки должны функционировать в сложной магнитной среде, создаваемой близлежащими катушками, что оказывает значительное влияние на их структурные характеристики и критический ток. Demo4 предоставляет возможность для инженеров создавать и исследовать эти силы, соответствующие термоядерным условиям, на всем комплексе магнитов, включающем 14 магнитов тороидального поля и два магнита полоидального поля.

Грэм Данбар, главный инженер проекта Demo4, подчеркнул, что эта платформа предоставляет ценные инженерные данные, необходимые для разработки будущих энергетических систем. Он также добавил, что целью является не только достижение заданных параметров, но и приобретение необходимой уверенности и опыта для расширения возможностей технологии. В компании сообщили, что работы по тестированию с целью повышения магнитных полей продолжаются, и новые результаты планируется представить в начале 2026 года.

Успешные испытания также подтвердили перспективность технологии ВТСП, выходящую за рамки применения в термоядерном синтезе. Материалы ВТСП обладают способностью проводить ток в примерно в 200 раз большей плотности по сравнению с медью, что делает их подходящими для распределения энергии в вычислительных центрах, производства электродвигателей для авиации, не использующей углеводородное топливо, и создания транспортных систем на магнитной левитации. Эти магниты могут быть более компактными и легче, чем традиционные сверхпроводники, работающие при низких температурах, и потреблять значительно меньше энергии на охлаждение.

В ходе совместной разработки компания представила первые цветные изображения плазмы высокой скорости, полученные внутри термоядерного реактора. Полученные визуальные данные позволяют получить новые сведения о поведении топлива и способствуют совершенствованию режимов X-точечного радиатора – многообещающего способа работы для будущих термоядерных реакторов. Данный режим предназначен для охлаждения края плазмы перед контактом с элементами реактора, что позволяет уменьшить износ оборудования, не влияя на его эффективность.