Сверхпроводящие магниты позволяют электричеству течь практически без помех, создавая мощные магнитные поля для различных целей, включая эксперименты с ядерным синтезом. Чем сильнее поле, тем больше возможностей для исследований – и китайские физики только что открыли новые горизонты, создав рекордный сверхпроводящий магнит.
28 сентября Институт физики плазмы Китайской академии наук (CAS) объявил о разработке полностью сверхпроводящего магнита, который успешно сгенерировал рекордное магнитное поле мощностью 35,1 тесла – в 700 000 раз сильнее естественного магнитного поля Земли. Поле удерживалось около 30 минут.
Предыдущий рекорд в 32,35 тесла также принадлежал CAS, но другому подразделению – Институту электротехники.
Это подтвердило надёжность технического решения и предоставило важную платформу для проведения различных экспериментов с образцами в условиях 35,1 тесла в полностью сверхпроводящем магните.
Достижение сверхпроводимости часто требует экстремально низких температур. Сверхпроводящие магниты уже используются в МРТ-сканерах и ускорителях частиц, но для термоядерного синтеза требования к температуре создают дополнительные сложности. Ядерный синтез – столкновение двух лёгких атомов для генерации огромного количества энергии – естественным образом производит много тепла, которое также передаётся сверхпроводящим магнитам, предназначенным для безопасного удержания реакции синтеза.
Инженерам нужно учитывать условия окружающей среды при проектировании таких компонентов. Новый магнит ещё далёк от установки в термоядерный реактор, но исследователи осознают вызовы при наращивании мощности поля, как отметили в интервью CGTN.
Дизайн магнита намекает на удачный баланс.
Он использует технологию высокотемпературных сверхпроводящих вставных катушек, коаксиально вложенных в низкотемпературные сверхпроводящие магниты.
Институт физики плазмы CAS возглавляет участие Китая в Международном термоядерном экспериментальном реакторе (ITER) – глобальном проекте по строительству крупнейшего в мире термоядерного реактора. CAS не уточнила, будет ли новый магнит напрямую использован в ITER, хотя отметила, что получила задачу на поставку множества компонентов реактора, включая сверхпроводящие технологии.