Ученые Центра изучения плазмы и термоядерного синтеза Массачусетского технологического института разработали новый тип сверхпроводящего магнита, который достиг рекордного значения напряженности магнитного поля. Согласно пресс-релизу, опубликованному на сайте Phys.org, именно такой магнит необходим для строительства термоядерной электростанции.
Узнайте больше в полной версии ➞Результаты испытаний соответствуют критериям разработки компактного термоядерного устройства SPARC — токамака, ввод в эксплуатацию которого запланирован на 2025 год. В SPARC используются высокотемпературные сверхпроводящие магниты из оксида иттрия, бария и меди, которые обладают сверхпроводимостью при температурах до 77 кельвинов. Ожидается, что полученная плазма будет генерировать как минимум в два раза больше энергии, чем требуется для поддержания себя при высоких температурах.
Для создания сильных полей, удерживающих топливо внутри токамака, требуются сверхпроводящие магниты, но все предыдущие магниты изготавливались из материала, который для поддержания сверхпроводящих свойств требует сверххолодных температур примерно на 4 градуса выше абсолютного нуля. В новых магнитах используется редкоземельный оксид бария-меди (REBCO), повышающий температуру фазового перехода и способный выдерживать более сильные магнитные поля, чем другие сверхпроводящие материалы.
Одним из нововведений является отсутствие изоляции между обмотками сверхпроводящего материала, которая обычно используется для предотвращения коротких замыканий, однако в данном случае система должна производить низкое напряжение, и остается больше места для дополнительных элементов. Такая конструкция считалась рискованной, однако результаты тестирования оказались успешными.