МТІ стверджує, що прорив у надпровідності означає, що термоядерна енергія може бути практичною
Жива реакція синтезу
Понад два роки з того часу, як Массачусетський технологічний інститут заявив, що його вчені досягли прориву в галузі термоядерної енергії, університет стверджує, що нові дослідження «підтверджують», що конструкція на основі магнітів, використана в цих випробуваннях, вражає не тільки в лабораторних умовах, а й практично та економічно доцільна.
Ці висновки засновані на всеосяжному звіті, в якому представлені шість окремих досліджень, опублікованих у журналі IEEE Transactions on Applied Superconductivity цього місяця, в яких оцінюється здійсненність надпровідникових магнітів, використаних вченими Массачусетського технологічного інституту в їх епохальному випробуванні у вересні 2021 року.
"За одну ніч вартість термоядерного реактора змінилася майже в 40 разів за один день", — заявив у прес-релізі Денніс Уайт, колишній директор Центру науки про плазму та термоядерний синтез Массачусетського технологічного інституту та професор інженерних наук. «Тепер синтез має шанс».
Стиск для успіху
Термоядерний синтез — це процес, який живить зірки, включаючи наше Сонце. Маленькі та численні атоми, такі як водень, поєднуються разом, генеруючи тепло, яке можна використовувати для виробництва електрики. На відміну від ядерного поділу, цей процес робить мало радіації, що робить його більш безпечним, і як паливо потрібні тільки атоми водню, а не рідкісні та небезпечні елементи, такі як уран та плутоній.
У зірках величезна гравітація природно стикає атоми водню в їхніх ядрах, завдяки чому вони залишаються світяться протягом мільйонів, якщо не мільярдів років. Однак, як звичайним людям, щоб стиснути атоми разом, нам необхідно піддати їх впливу надзвичайно високих температур та тисків.
Одна зі стратегій — використовувати машину під назвою токамак, камеру у формі пончика, фанеровану масивними надпровідними магнітами, для фіксації водню на місці. У багатьох конструкціях термоядерних реакторів використовуються токамаки, і Уайт вважає, що результати показують, що ці пристрої мають «шанс... значно зменшити розмір і вартість об'єктів, які зроблять термоядерний синтез можливим».
Ця магнітна котушка
У своєму прориві дослідники Массачусетського технологічного інституту використовували експериментальний матеріал під назвою REBCO, який дозволив магнітам стати надпровідними при температурі 20 Кельвінів — це лише трохи вища, але набагато практичніша температура, ніж це було можливо раніше.
Але це ще не все. Дослідники пішли на сміливий ризик, знявши ізоляцію (стандартний захід для запобігання короткому замиканню) навколо витків надпровідної стрічки магніту. Це значно спростило конструкцію та мало «перевагу низьковольтної системи», пояснив Зак Хартвіг, доцент кафедри ядерної науки та техніки Массачусетського технологічного інституту.
«Для спільноти було великою несподіванкою, коли ми оголосили, що це котушка без ізоляції», — додав він. За словами Хартвіга, в ході свого повномасштабного випробування, що стало знаковим, дослідники створили магніт масою 20 000 фунтів, здатний підтримувати магнітне поле силою більше ніж 20 Тесла, чого може бути достатньо для підтримки реакцій термоядерного синтезу, які досягають чистої вихідної потужності.
Крім того, кілька випробувань показали, що конструкція відрізняється високою міцністю та стабільністю і здатна витримувати сильні перегріви, спричинені відключенням електроенергії.
"По суті, ми навмисно зробили з котушкою найгірше, що тільки можна, після того, як перевірили всі інші аспекти її роботи. І ми виявили, що більша частина котушки вижила без пошкоджень", — сказав Уайт.
Джерела: MTI
