Электромагниты, не нуждающиеся в изоляции, приблизят эру термоядерной энергетики

Термоядерный синтез

В настоящее время учеными из разных стран ведутся интенсивные исследования в области термоядерного синтеза, который позиционируется в качестве неисчерпаемого источника экологически чистой энергии. Ключевыми компонентами экспериментальных термоядерных реакторов являются электромагниты, которые создают мощнейшие поля, сжимающие и удерживающие разогретую до безумных температур плазму внутри камеры. Электромагниты, используемые сегодня, создаются по классической схеме, их обмотки из сверхпроводящих материалов тщательно укладываются и изолируются друг от друга. И в этом заключается одна из проблем, когда ученым удастся добиться устойчивых реакций термоядерного синтеза, потоки высокоэнергетических нейтронов, излучаемых плазмой, будут постепенно разрушать материал изоляции, ставя под угрозу работоспособность реактора в целом.

Решение описанной выше проблемы было найдено учеными из Лаборатории плазменной физики Принстонского университета (Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL). «Если мы когда-нибудь начнем строить термоядерную электростанцию, которая должна непрерывно работать в течение долгого времени, то мы не сможем использовать магниты традиционной конструкции» — рассказывает Юху Чжай (Yuhu Zhai), ведущий инженер лаборатории PPPL, — «Непрерывные реакции термоядерного синтеза создадут мощные потоки высокоэнергетических частиц, которые будут постоянно разрушать изоляцию и другие узлы реакторов, изготовленные из полимерных материалов».

Магнит, которые не нуждается в изоляции обмоток, был изготовлен из оловянных и ниобиевых проводов. Эти провода были сплетены особым образом, отформованы и нагреты до температуры, при которой они сплавились и образовали совершенно новый тип сверхпроводящего материала. Этот материал, охлажденный до сверхнизкой температуры, обладает крайне малым электрическим сопротивлением, помимо этого, он практически не подвержен деградации, что сказывается в положительную сторону на надежности устройства.

«Во время тестов мы пропустили через наш электромагнит ток, силой в 83 процента от максимального теоретического значения, и это — очень хороший показатель» — рассказывает Юху Чжай, — «Магниты, используемые сейчас в реакторах типа токамак, способны работать на 70 процентах от максимальной мощности. А огромные магниты реактора ITER будут работать максимум на 50 процентах мощности».

Новый тип сверхпроводящего электромагнита имеет более простую конструкции и будет более дешев в производстве, нежели другие современные решения. За счет отсутствия изоляции и возможности работать с большими значениями плотности тока, такие магниты будут иметь меньшие габариты, занимать меньше пространства в конструкции токамака, допуская при этом генерацию более сильных магнитных полей.

«Данное достижение является поистине революционным в области изготовления электромагнитов для термоядерного синтеза» — рассказывает Майкл Зарнсторфф (Michael Zarnstorff), старший научный сотрудник лаборатории PPPL, — «Имея в своем распоряжении полностью металлический электромагнит, не нуждающийся в изоляции, вы сразу избавляетесь от нескольких дорогостоящих производственных этапов. Плюс к этому, существенно понижается вероятность неправильной работы и выхода из строя катушки электромагнита».

Share Button

Материалы по теме:

59 мегаджоулей в течении 5 секунд — новый рекорд в области термоядерного синтеза
В 1991 году ученые, работающие на реакторе термоядерного синтеза JET (Joint European Torus), впервые добились положительного энергетического баланса, когда количество выделившейся энергии превысило количество ...
Машины-монстры: Vortex — необычный ветрогенератор, не имеющий лопастей, который может стать будущим ветряной энергетики
Испанская компания Vortex Bladeless разработала и изготовила первые опытные образцы весьма необычных ветряных генераторов, которые не имеют традиционных лопастей. Конечно, по мощности такой генератор ...
Машины-монстры: Новый сверхпроводящий магнит, который, возможно, позволит «зажечь» термоядерный синтез
Уже достаточно давно исследователи из различных стран и организаций ведут исследования в области термоядерного синтеза, который рассматривается как неистощимый источник экологически чистой энергии. Одни ...
Компания EcoSwing построила первый ветрогенератор, в турбине которого использованы сверхпроводники
В рамках европейского проекта EcoSwing был создан компактный и легкий электрический генератор, мощностью 3.6 МВт, предназначенный для использования в турбинах ветряных генераторов. Диаметр нового ...
Новая биогибридная батарея черпает свою энергию из «электрических» бактерий
Как известно, некоторые из видов бактерий могут вырабатывать электрическую энергию. С учетом этого, были предприняты попытки использования таких "электрических" бактерий в батареях и топливных ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика