В России сделан важный шаг к созданию собственного термоядерного реактора. Специалисты госкорпорации «Росатом» впервые в стране изготовили и успешно испытали полноразмерный сверхпроводниковый провод для электромагнитной системы токамака с реакторными технологиями (ТРТ). Этот результат стал ключевым этапом на пути от разработки к активной фазе строительства установки.
Работы выполнены в Научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры имени Д. В. Ефремова (г. Санкт-Петербург) — предприятии Росатома и главном конструкторе проекта ТРТ. Именно здесь сосредоточены компетенции по созданию наиболее сложных элементов будущего термоядерного реактора.
Провод, рассчитанный на экстремальные параметры
Базовым компонентом электромагнитной системы токамака является сверхпроводниковый провод на основе высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП). Для текущего этапа был изготовлен экспериментальный отрезок длиной 5 метров — это укороченная версия будущего рабочего провода, полностью повторяющая его конструкцию и свойства.
Провод состоит из 240 ВТСП-лент, заключённых в медную стабилизирующую матрицу. В рабочем режиме он должен нести ток до 65 кА в магнитном поле порядка 18 тесла. Подобные параметры считаются рекордными — ранее они не достигались ни в российских, ни в зарубежных проектах.
По словам начальника научно-исследовательского отдела сверхпроводниковых систем НТЦ «Синтез» Андрея Медникова, по совокупности характеристик провода для ТРТ превосходят аналоги, применяемые в международном проекте термоядерного реактора ИТЭР, который строится во Франции.
Как проходили испытания
Испытания проводились при температуре жидкого азота — около –196 °C. После охлаждения провод переходил в сверхпроводящее состояние, после чего в него подавался рабочий ток, величина которого рассчитывалась исходя из характеристик ВТСП-лент.
Состояние образца контролировалось с помощью системы диагностических линий, а все ключевые параметры фиксировались на специализированном измерительном стенде. Эксперименты подтвердили, что провод стабильно работает в условиях сильного магнитного поля и выдерживает заданные токовые нагрузки.
Что дальше: десятки километров провода и катушки соленоида
Следующий этап уже запланирован. В 2026 году специалисты НИИЭФА изготовят и испытают ещё два полноразмерных провода длиной более 60 метров каждый. Всего в конструкции ТРТ планируется использовать несколько десятков километров сверхпроводникового провода и более 30 катушек различного размера.
А в 2027 году из этих проводов будет создана полномасштабная макетная катушка центрального соленоида диаметром около одного метра. Она будет состоять из 40 витков, уложенных в два слоя. В институте подчёркивают: у НИИЭФА есть все необходимые технологии и опыт, чтобы организовать производство таких элементов в полном объёме.
ТРТ: шаг к собственному термоядерному реактору
Токамак с реакторными технологиями — это прототип энергетического термоядерного реактора, рассчитанный на длинный импульс разряда, сильное магнитное поле и электромагнитную систему на базе высокотемпературных сверхпроводников. В проекте участвуют организации Российской академии наук, предприятия Росатома и Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт».
Сооружение ТРТ запланировано на площадке научного института Росатома в Троицке. Ожидается, что реализация проекта станет важнейшим этапом на пути к освоению управляемого термоядерного синтеза и созданию в России экологически чистого источника энергии с практически неисчерпаемыми топливными ресурсами.
Проект с долгой историей и стратегическим значением
Разработка ТРТ велась в рамках комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ», реализуемой с 2021 года Росатомом совместно с НИЦ «Курчатовский институт», РАН и Минобрнауки России. Программа включала создание новых материалов, образцов техники, строительство уникальных научных комплексов и модернизацию инфраструктуры.
С 2025 года работы по федеральным проектам в этой сфере стали частью национального проекта технологического лидерства «Новые атомные и энергетические технологии».
Центр компетенций
АО «НИИЭФА» — один из ведущих научно-проектных институтов России в области электрофизических установок, физики плазмы, атомной и ядерной физики. Разработанные здесь установки эксплуатируются в России и за рубежом — от Индии и Египта до стран Восточной Европы. В проекте ТРТ институт отвечает за самые сложные элементы: электромагнитную систему, вакуумную камеру, криостат и сопутствующее оборудование.
Создание сверхпроводникового провода для ТРТ — наглядный пример того, как российские компании и научные центры переходят от исследований к практической реализации прорывных технологий, укрепляя технологическую независимость и конкурентоспособность страны.