150 миллионов градусов Цельсия: крупнейший в мире ядерный реактор получил магнитное ядро массой 3000 тонн

На Международном термоядерном экспериментальном реакторе (ITER) завершено создание всех компонентов его уникальной системы сверхпроводящих магнитов. Эта система, самая большая и мощная в мире, станет «электромагнитным сердцем» реактора-токамака, имеющего форму бублика. Она позволит удерживать и нагревать плазму до экстремальных температур, чтобы доказать возможность получения энергии путем термоядерного синтеза.

Центральный соленоид — ключевой элемент системы — состоит из шести модулей, последний из которых был изготовлен и протестирован в США. Это магнит, способный поднять авианосец, он весит 3000 тонн и работает вместе с шестью кольцевыми магнитами полоидального поля, поставленными Россией, Европой и Китаем. Вместе они создают магнитное поле, которое удерживает раскаленную плазму внутри токамака, не давая ей касаться стенок.

Процесс начинается с подачи нескольких граммов водородного топлива — дейтерия и трития — в камеру токамака. Магнитная система подает мощный электрический ток, который превращает газ в плазму. Магнитное поле формирует «невидимую клетку», удерживающую плазму. Внешние системы нагрева поднимают температуру плазмы до 150 миллионов градусов Цельсия — в десять раз горячее ядра Солнца. При такой температуре ядра атомов сливаются, выделяя огромное количество тепла, которое можно преобразовать в энергию.

ITER спроектирован для демонстрации научной и технической возможности термоядерного синтеза. Ожидается, что реактор произведет 500 мегаватт энергии при затратах всего 50 мегаватт на нагрев — это десятикратный прирост. При такой эффективности реакция становится самоподдерживающейся, создавая «горящую плазму».

Проект ITER — это результат сотрудничества более 30 стран. США поставили центральный соленоид, Россия — магнит полоидального поля и сверхпроводники, Европа — несколько магнитов и часть вакуумной камеры, Китай — магнит, сверхпроводящие материалы и корректирующие катушки, Япония — компоненты соленоида и магниты, Южная Корея — секторы вакуумной камеры и тепловые экраны, а Индия — криостат, гигантский «термос», в котором размещен токамак.

В 2024 году ITER достиг всех строительных целей, а в апреле 2025 года, опередив график, в токамачный котлован установили первый сектор вакуумной камеры, начав сборку реактора.

Директор ITER Пьетро Барабаски подчеркнул: «Уникальность ITER не только в технической сложности, но и в международном сотрудничестве, которое продолжается несмотря на политические изменения. Это достижение показывает, что человечество способно объединиться для решения таких глобальных проблем, как изменение климата и энергетическая безопасность».

 Источник: Фото, Interesting Engineering