Китай испытал крупнейший в мире термоядерный магнит: 582-тонный «искусственное солнце»

582-тонный сверхпроводящий магнит: основные характеристики

D-образная тороидальная катушка является самым большим и мощным магнитом из когда-либо созданных для термоядерных устройств. Её ключевые параметры:

• Вес: 582 метрические тонны
• Габариты: 21 метр в длину, 12 метров в ширину и 3,3 метра в высоту
• Ток: Устойчивый ток 60 килоампер во время испытаний
• Запасённая энергия: 6,03 мегаджоуля на катушку во время испытаний
• Напряжённость магнитного поля: Примерно 6,5 тесла — в два-четыре раза сильнее, чем в больничном МРТ
• Удержание плазмы: Предназначен для удержания плазмы, нагретой до температуры свыше 100 миллионов °C — примерно в шесть раз горячее ядра Солнца
• Срок службы: Рассчитан примерно на 40 000 плазменных импульсов

В общей сложности шестнадцать таких D-образных катушек будут собраны вместе, чтобы сформировать тороидальное магнитное поле реактора BEST .

Сравнение с ITER

Китайский TF-магнит превосходит аналог Международного термоядерного экспериментального реактора (ITER) по двум ключевым показателям:

• Объём: В 1,3 раза больше объёма TF-магнитов ITER
• Запасённая энергия: Примерно в три раза больше, чем у эквивалентных магнитов ITER

Однако ITER остаётся гораздо более крупной установкой в целом (большой радиус ~6,2 метра против 3,6 метров у BEST) . BEST не является прямолинейным конкурентом ITER — он спроектирован как крупнейший в мире действующий дейтерий-тритиевый токамак до ITER, служа мостом между существующим китайским токамаком EAST и гораздо более крупным Китайским термоядерным инженерным испытательным реактором (CFETR) .

Второй ключевой компонент: центральный соленоид

Наряду с TF-магнитом, модельная катушка центрального соленоида (CS) также прошла финальные испытания в рамках программы CRAFT . Эта сборка включает как тороидальный магнит, так и катушку центрального соленоида . Центральный соленоид действует как «зажигалка» токамака — он критически важен для индукции и поддержания тока плазмы . Исследователи из ASIPP заявили, что центральный соленоид «напрямую определяет, сможет ли наше термоядерное устройство запуститься и продолжать работу» .

Шесть лет отечественных разработок

Оба магнита были разработаны в рамках китайского проекта «Комплексный исследовательский центр термоядерных технологий» (CRAFT) — национального меганаучного объекта в Хэфэе . Ключевые детали:

• Разработка заняла примерно шесть лет
• Магниты использовали полностью отечественные сверхпроводящие материалы, конструктивные решения и производственные процессы — все ключевые технологии достигли 100% локализации
• Объект CRAFT был построен специально для разработки и испытаний полноразмерных компонентов термоядерного реактора перед их установкой в BEST

Сроки: реактор BEST и цели по термоядерной электроэнергии

Китай определил амбициозные сроки для своей термоядерной программы:

• Строительство реактора BEST: Началось 30 июня 2023 года, завершение запланировано на конец 2027 года
• Первая плазма: Ожидается в конце 2027 года
• Первая термоядерная электроэнергия: Китай намерен продемонстрировать электроэнергию, полученную за счёт термоядерного синтеза — часто описываемую как зажжение «первой лампочки, работающей на ядерном синтезе», — к 2030 году
• После BEST: Более крупный CFETR (Китайский термоядерный инженерный испытательный реактор, также называемый CFEDR) планируется ввести в эксплуатацию около 2030 года, а коммерческие термоядерные электростанции, интегрированные в энергосистему, намечены на более поздние десятилетия

Согласно The Economist, эти сроки ставят Китай примерно на десять лет впереди других стран в гонке за термоядерной энергией .