Пока мировое сообщество десятилетиями обсуждает спасение климата, а международный проект термоядерного реактора ITER во Франции тонет в бюрократии и бесконечных переносах сроков, Китай просто берет и делает. На днях инженеры Поднебесной успешно завершили сборку и провели полномасштабные испытания «сердца» своего будущего реактора (проект CRAFT/BEST) — колоссального тороидального сверхпроводящего магнита.
Для понимания того, что именно смогли собрать китайцы, давайте посмотрим на голые цифры, от которых у любого инженера побегут мурашки.
Физика и цифры: Монстр весом 582 тонны
D-образная катушка магнита имеет габариты 21 × 12 × 3.3 метра и весит 582 тонны. Всего для полноформатного реактора потребуется кольцо из 16 таких катушек.
- Рабочий ток: через катушку пропускают ток силой 100 000 Ампер (100 кА).
- Магнитное поле: на выходе магнит генерирует индукцию в 6.5 Тесла. Для сравнения, это в сотни тысяч раз мощнее магнитного поля Земли (которое составляет жалкие 0.00005 Тесла).
- Энергопотребление и КПД: Это не обычный медный электромагнит, который сожрал бы гигаватты просто на нагрев проводов. Катушка намотана из высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). При охлаждении до криогенных температур (около -243 °C) электрическое сопротивление проводника падает до нуля. Поэтому колоссальная электрическая энергия тратится не на само удержание магнитного поля (оно поддерживается почти «бесплатно»), а на работу мощнейших криогенных установок и насосов, которые не дают магниту нагреться. В самой катушке при этом запасается свыше 6 Мегаджоулей магнитной энергии.
Зачем нужна такая мощность и сколько это работает?
Главная и единственная задача этого магнита — создать «магнитную бутылку» (невидимую клетку), способную удерживать в воздухе плазму, разогретую до 100 миллионов градусов Цельсия (это в 6-7 раз горячее ядра настоящего Солнца). Если плазма хоть на долю секунды коснется стальных стенок реактора — металл просто испарится.
Что касается времени работы: это не импульсная игрушка на доли секунды. На своей предыдущей установке EAST китайцы уже ставили мировой рекорд, удержав плазму с температурой 100 млн градусов в течение 1066 секунд (почти 18 минут). Новые магниты рассчитаны на то, чтобы перевести реактор в непрерывный промышленный режим генерации.
Сроки, которые меняют всё
Китайский проект строится без оглядки на западные задержки, причем 100% комплектующих, от стали до сверхпроводящей ленты, производятся внутри страны. Полная сборка реактора намечена уже на 2027 год, а получение первой реальной энергии из плазмы ожидается к 2030 году. (Для справки: хваленый международный ITER обещает запустить полноценный синтез дай бог к 2039 году).
Что это значит для нас?
По сути, управляемый термоядерный синтез — это и есть тот самый идеальный, научно признанный Бестопливный Генератор (БТГ), который никто не сможет собрать в гараже. Вопрос лишь в одном: когда (и если) Китай в 2030 году действительно получит доступ к неисчерпаемому океану дешевой энергии, изменится ли мир для обычного человека? Спойлер: вряд ли. Энергия станет дешевле в себестоимости, корпорации и государство заработают больше маржи, но в вашей квитанции за свет революции не случится. «Свободная энергия» всегда остается свободной только для тех, кто контролирует главный рубильник.
Справка от редакции «Проекта Заряд»
Для тех, кто немного подзабыл школьный курс физики или только начинает погружаться в тему альтернативной энергетики.
1. Что такое ТОКАМАК?
Это аббревиатура, которая расшифровывается как «Тороидальная камера с магнитными катушками». Сама концепция была придумана не Илоном Маском и не китайцами, а советскими физиками (включая Игоря Тамма и Андрея Сахарова) еще в начале 1950-х годов. По сути, это вакуумная камера в форме бублика, обмотанная гигантскими магнитами, внутри которой в магнитном поле летает раскаленная плазма.
2. В чем суть термоядерного синтеза?
Современные атомные станции (АЭС) работают на реакции распада — они расщепляют тяжелые и нестабильные ядра урана, получая энергию и радиоактивные отходы на тысячи лет вперед.
Термоядерный синтез работает ровно наоборот (как на нашем Солнце). В реакторе под огромной температурой и давлением заставляют сливаться два легких ядра (изотопы водорода — дейтерий и тритий). При их слиянии образуется безвредный гелий и выделяется невероятное количество чистой энергии. Топливо для этого (дейтерий) можно добывать буквально из морской воды. Никакой радиации на тысячи лет, никакого риска «второго Чернобыля» — если процесс выйдет из-под контроля, плазма просто мгновенно остынет, и реакция прекратится.