Евтината енергия от термоядрен синтез е близо: Учени от MIT с пробив в производството на свръхпроводящи магнити
В поредност от 6 научни публикации в мартенския брой на IEEE Xplore, учени от ) разказват създаването и правилата на работа на нови електромагнити, основани на високотемпературна свръхпроводимост.
Тази разработка е най-големият пробив през последните 30 години в региона на основаването на търговски жизнеспособни реактори за термоядрен синтез.
Първият тест на широкомащабен първообраз на високотемпературен свръхпроводящ електромагнит се състоя на 5 септември 2021 гoдина в лабораториите на Центъра за плазмени науки и термоядрен синтез (PSFC) на MIT. Изделието, тежащо към 9 тона сътвори електромагнитно поле със мощ 20 T (тесла). Конструкцията на електромагнита е основана от нулата, като са употребявани нови правила. Мащабните проби имаха за цел да потвърдят правилността на изчисленията, моделите и самата концепция, която по това време беше извънредно новаторска.
Преди тази разработка съществуващите по това време технологии и електромагнити към този момент бяха в положение да основават полета с нужната мощ, с цел да поддържат плазма, нагрята до 100 000 000°C, изолирана от стените на работната камера. Ефективността на тези системи обаче надалеч не беше рентабилна. Учените от MIT и сътрудниците им от Commonwealth Fusion Systems съумяха да основат електромагнити, които са доста по-компактни и по-евтини за произвеждане и поддръжка. Това им разреши да претендират за впечатляващата си енергийна успеваемост.
„ За една нощ цената на ват за термоядрен реактор на процедура се промени съвсем 40 пъти. Сега термоядреният синтез има късмет. “
твърдят учените
Най-широко употребяваният дизайн за пробни термоядрени устройства има късмет да стане доходоносен, тъй като има прогрес в тази област. Това е опцията за доста понижаване на размера и цената на обектите, които биха създали синтеза вероятен.
Една от тайните на триумфа на новата структура на електромагнита е изоставянето на изолацията на проводниците в намотките на бобината. Трудно е да се повярва, само че учените са употребявали голи проводници в намотките, без терзания от повреди и къси съединения. Ефектът на свръхпроводимостта основал такива условия в намотките, че късите съединения сред намотките можели да бъдат подценени. Експериментът удостоверил, че концепцията работи. Намотката на електромагнита останала надеждна и станала доста по-малка по мярка. А също и във връзка с цената и общия размер на реактора.
За намотката е определен високотемпературен свръхпроводник REBCO. Това е рядкоземен бариево-меден оксид, който разрешава постигането на свръхпроводящ резултат при температура от 20 K. Това е 16 K над стандартната свръхпроводимост, което е смяна в играта макар видимо дребната разлика в дълбочината на изстудяване. За един електромагнит са били нужни 300 километра лента REBCO. Представете си единствено спестеното пространство в намотката, което е допустимо, в случай че не се изолира този проводник. Между другото, MIT не показва доставчика на този проводник. В този случай изцяло допустимо това да е китайската Shanghai Superconductor, да вземем за пример.
По-късно, по време на тестванията на магнита при сериозни режими бяха доказани теоретичните модели на държанието му до отчасти разрушение (разтопяване на намотката). Това беше значимо за възстановяване на структурата и работата на електромагнитите, които ще се употребяват в бъдещите реактори за термоядрен синтез. Публикуваните през днешния ден развойни публикации станаха вероятни след приемането на патенти за структурата на електромагнитите и правилата им на работа.
Изследванията се доближават досега, в който на Земята ще може да се възпламени изкуствено слънце и силата в електрическата мрежа ще стане безкрайна и на практика чиста.
