https://rodizv.ru

В Китае успешно испытали крупнейший в мире магнит для термоядерного реактора, что стало важным шагом на пути к созданию "искусственного Солнца". Сейчас в стране активно развивается направление термоядерной энергетики, чему способствуют как внутренние потребности, так и мировые тенденции.

Термоядерный реактор отличается от традиционного ядерного своей безопасностью и практически неисчерпаемыми запасами топлива. Однако создание такой установки сопряжено с серьезными инженерными трудностями. В природных условиях синтез элементов происходит внутри Солнца благодаря огромной гравитации, а на Земле для воспроизведения такого процесса плазму необходимо разогревать до температур выше 100 миллионов градусов. Материалы, способные выдерживать такой нагрев, до сих пор не существуют.

Советские ученые предложили оригинальное решение этой задачи — токамак, установку, в которой горячая плазма удерживается магнитным полем внутри тороидальной (бубликообразной) камеры. Несмотря на то, что за прошедшие десятилетия было построено множество экспериментальных установок, промышленного термоядерного реактора пока не существует.

Одна из ключевых сложностей заключается в комбинации крайних температур: сверхпроводящие магниты должны работать почти при абсолютном нуле, в то время как плазма нагревается до огромных значений, находясь буквально в нескольких метрах от магнитов.

До сих пор относились скептически к перспективам коммерческого синтеза, но на сегодняшний день прогресс очевиден. Так, китайским ученым удалось испытать два самых больших сверхпроводящих магнита для токамака, каждый из которых превышает аналоги Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР) по объему и энергоемкости. Всего таких магнитов будет 16, все вместе они будут формировать поле для удержания плазмы.

Также завершились испытания центральной высокотемпературной сверхпроводящей катушки. По словам директора соответствующего института, Китаю удалось полностью локализовать производство всех компонентов — от исходных материалов до готовых элементов.

Планируется, что экспериментальный сверхпроводящий токамак с горящей плазмой будет завершен к концу 2027 года, а первые энергетические установки на его базе заработают к 2030 году. Этот проект рассматривается как основа будущей демонстрационной станции, которая должна стать переходным этапом между экспериментальными и коммерческими термоядерными электростанциями.

Китайский опыт — часть глобального движения вперед: первым этапом стало создание ИТЭР во Франции, а следующим — запуск прототипов электростанций.

В Китае сегодня наблюдается настоящий бум термоядерных разработок: одновременно ведется строительство сразу нескольких реакторов, к проектам подключаются разные институты и даже частные компании. Причина в том, что страна с большим населением и быстрорастущей экономикой остро нуждается в новых источниках энергии, а развитие термоядерных технологий стало национальным приоритетом.

Среди наиболее заметных китайских проектов — токамак BEST в Хэфэе, который скоро будет завершен. Его проектная мощность — порядка 200 мегаватт (для сравнения, у ИТЭР — 500 мегаватт). Значительная часть технологических решений разрабатывается при участии международных партнеров, в том числе России, что дает Китаю доступ к самым современным технологиям.

Термоядерную энергетику активно развивают и другие ведущие страны. В США, например, строится токамак SPARC с использованием современных сверхпроводников, часть которых поставляется из России. В самой России также разрабатывается собственный токамак, и вскоре начнется строительство установки в Новой Москве.

Международный проект ИТЭР остается ключевой технологической площадкой, объединяющей лучшие разработки из более чем 30 стран. Здесь обмен опытом позволяет участникам применять новейшие инженерные решения внутри собственных национальных программ.

И как отмечают специалисты, технологии, созданные для термоядерной энергетики, уже нашли применение и в других областях — от медицины до космической отрасли.

Российские специалисты также активно используют наработки, полученные в ИТЭР, при проектировании собственных установок нового поколения. Благодаря опыту участия в международном проекте российская отрасль получает доступ к передовым технологиям, что позволяет строить более эффективные установки.

Проект ИТЭР сейчас реализуется даже с некоторым опережением графика. По оценкам экспертов, мир вступил в эпоху глобальной энергетической гонки, и успех в создании реально рабочей термоядерной технологии станет победой для всего человечества.