Термоядреният синтез е близо: Магнитната система Demo4 на Tokamak Energy успешно премина ключови криогенни тестове

Енергията от ядрен синтез често се смята за олицетворение на чистата и устойчива енергия. Този процес е подобен на този, който захранва звездите във Вселената и учените се стремят да го възпроизведат тук, на Земята.

Едно от най-големите предизвикателства пред изследванията на енергията от термоядрен синтез обаче е постигането на високи температури и налягания, като тези в ядрата на звездите, за да се инициират и поддържат ядрени реакции.

Въпреки това тази трудна цел вече е една стъпка по-близо до осъществяването си. В резултат на новаторско развитие, системата от свръхпроводящи магнити на Tokamak Energy, известна като Demo4 успешно завърши важна серия от криогенни тестове.

Това постижение, постигнато в сътрудничество с Центъра за ядрени технологии на Емирствата (ENTC) към Университета за наука и технологии Халифа е значителна стъпка напред в областта на технологиите за добив на термоядрена енергия.

Demo4: Система от свръхпроводящи магнити

Системата Demo4 беше разкрита от Tokamak Energy преди няколко месеца с цел да се възпроизведат магнитните полета, необходими за електроцентралите за термоядрен синтез. Системата е способна да пренася зашеметяващите 12 милиона ампера електроенергия през централната си колона.

Това забележително постижение се основава на използването на високотемпературни свръхпроводници (HTS). Това са материали, които нямат електрическо съпротивление, което ги прави идеални за генериране на мощни магнитни полета, необходими за задържане и контрол на плазмата в реактора за термоядрен синтез.

Основното им предимство е, че не изискват свръхниски температури, необходими за типичните свръхпроводници, които са много трудни за постигане.

Системата Demo4, състояща се от 44 магнитни намотки е настроена да работи при температура от -253 градуса по Целзий във вакуум. Температурата се поддържа с помощта на криоохладители със затворен цикъл.

Защо криогенното тестване е важно

Криогенното тестване оценява материалите и компонентите при изключително ниски температури, в този случай HTS магнитите на реактора за термоядрен синтез.

За разлика от традиционните свръхпроводници, HTS материалите работят при по-високи температури, което опростява охлаждането и същевременно повишава ефективността. Това тестване гарантира, че системата за термоядрен синтез може да издържи на смразяващо ниските температури, необходими за реакциите на термоядрен синтез.

За целите на тестовете екипът на Tokamak Energy изпробва важна част от своя реактор за термоядрен синтез, наречена крайник на тороидалното поле (TF), като я изложи на изключително ниската температура от -200 градуса по Целзий, използвайки течен азот. Крайникът на TF отговаря за генерирането на силните магнитни полета в реакторите.

Този тест им помогна да потвърдят, че TF крайникът работи според очакванията, дори и в условия на замръзване. Те също така провериха доколко добре са свързани различните части на TF крайника и дали те позволяват безпроблемно протичане на електрически ток между тях. Този успешен тест е голяма крачка напред в проекта на Tokamak Energy.

Говорейки за резултатите в прессъобщение, д-р Род Бейтман, ръководител на разработката на магнити в Tokamak Energy заяви:

„Този първи набор от изключително положителни резултати е голяма крачка напред за проекта Demo4, който ще ни позволи да създадем значителни магнитни сили и да ги тестваме за първи път в сценарии, свързани с термоядрените електроцентрали.“

„Магнитна система от този вид никога не е била изграждана досега. Сега преминаваме към следващия етап с голяма увереност в нашия производствен процес по пътя към осигуряването на чиста, сигурна и достъпна термоядрена енергия през 2030 година.“

заяви д-р Род Бейтман, ръководител на разработката на магнити в Tokamak Energy

Очаква се системата Demo4 да бъде сглобена и тествана в централата на Tokamak Energy в Милтън Парк в Обединеното кралство през 2024 година.