Ученые по всему миру соревнуются в разработке термоядерного синтеза – альтернативы ископаемому топливу, обещающей максимальную выработку энергии с минимальными экологическими рисками. За усилиями по строительству крупнейшего в мире термоядерного реактора стоит не менее масштабное глобальное сотрудничество – проект ITER, который только что объявил о важном прорыве в своем стремлении доказать жизнеспособность управляемого термоядерного синтеза для положительной выработки энергии.
В статье, опубликованной в журнале Superconductor Science and Technology, коллаборация ITER сообщила о завершении ключевого тестирования более 5500 образцов сверхпроводящих проводов, предназначенных для питания центрального магнита реактора. Эти провода, протяженностью в тысячи километров, формируют основу центрального магнита – критически важного компонента, который удерживает сверхгорячую плазму для запуска термоядерных реакций.
ITER – амбициозный проект, цель которого заключается в создании реактора, способного удерживать в пять раз больше плазмы, чем самая крупная из действующих сегодня установок. Такой исключительный размер дает потенциал для революционных исследований в области термоядерного синтеза, но также означает, что реактор имеет множество рабочих компонентов, каждый из которых требует внимания.
Когда ITER будет запущен, температура плазмы в экспериментах превысит 93 миллиона градусов Цельсия. Хотя сама плазма будет удерживаться магнитным полем, окружающие её компоненты всё равно должны выдерживать экстремальный нагрев и электромагнитные силы. Это касается и сверхпроводящих проводов, способных пропускать огромные электрические токи с минимальным сопротивлением.
В рамках нового исследования ученые ITER из Даремского университета (Великобритания) провели около 13 000 измерений, чтобы убедиться, что провода могут многократно выдерживать экстремальные условия реактора. По сути, они "запекали" провода в печи, нагретой примерно до 650 градусов Цельсия, и проверяли, как образцы реагируют в различных условиях.
Помимо сбора данных о поведении проводов, команда разработала более экономичный и практичный метод для непрерывного контроля качества проводов. Они также нашли способ лучше контролировать чистоту горячих газов, используемых для обработки проводов.
Строительство ITER, расположенного на юге Франции, началось в 2010 году. Если всё пойдет по плану, реактор начнет работу в 2034 году и приступит к экспериментам с дейтерий-тритиевым синтезом в 2039 году. Процесс не быстрый, но если бы в термоядерный синтез вкладывали также много и активно, как в ИИ, мы бы уже давно получили что-то функционирующее.