Най-мощният магнит в света се отправя към Франция

Най-мощният магнит в света скоро ще бъде доставен във Франция, където ще се инсталира в ядрото на ITER, експерименталният реактор за термоядрен синтез. Той ще се достави на части и след като бъде сглобен, ще достигне 18 метра височина и 4.2 метра широчина. Ще тежи 100 тона и ще създаде магнитно поле около 280 000 пъти по-силно от това на Земята.

Огромната мощ на магнита налага конструкцията, в която ще се намира той, да издържа на сили, равни на двойната тяга на издигане на космическа совалка, обясняват от Newscientist

Магнитът ще бъде изграден от шест модула, всеки от които съдържа 43 километра спирални свръхпроводници от ниобий и калай. След като тези серпентини бъдат поставени на място, те ще бъдат запечатани с 3800 литра епоксидна смола и изпратени до строителната площадка на ITER във Франция от фабриката General Atomics в Калифорния. Първият модул ще отпътува този месец, а следващият през август.

ITER ще бъде най-големият термоядрен реактор досега, като се очаква той да бъде завършен към 2025 г. Целта на инженерите е да го превърнат в първия реактор, който ще осигури повече енергия от гориво, отколкото е необходимо за поддържане на реакцията на синтез. Проектиран е да произвежда около 500 MW (500 млн. вата) енергия от процес на термоядрен синтез при вложени 50 MW.

Очаква се ITER да бъде стъпката между днешните експерименти в плазмената физика и бъдещите енергопроизвеждащи плазмени електроцентрали.

Ядрените реактори възпроизвеждат реакциите, наблюдавани вътре в звездите, където огромното гравитационно налягане позволява на двойки водородни атоми да се сливат и да създават атоми на хелий, освобождавайки енергия в процеса. В реактор за термоядрен синтез гравитационното налягане би било далеч по-ниско, отколкото във вътрешността на дна звезда, така че постигането на същата реакция ще изисква далеч по-високи температури.

За съжаление необходимите температури над 150 милиона °C биха разтопили всички известни материали на Земята, така че ITER ще използва мощни магнити, за да задържи реакцията в пръстен далеч от метални повърхности. Водата, изпомпвана през стените на реактора, ще се превърне в пара и ще задвижва турбини за генериране на електричество. Централният магнит ще генерира поток от реагираща плазма около пръстена, докато други магнити ще задържат плазмата в пръстена и регулират нейната форма.

За разлика от съществуващите атомни електроцентрали, които използват делене, термоядрените реактори не генерират радиоактивни отпадъци с дълъг период на полуразпад и тяхното деутериево гориво е в изобилие. Те са и по-безопасни, защото всяко нарушение в реакцията ще доведе до нейното спиране, вместо до неконтролиран процес. Едно от основните предизвикателства е свързано с използването на синтеза като ефективен източник на енергия.

През 80-те години на миналия век например бе изграждан реакторът за термоядрен синтез JET в Обединеното кралство, който също имаше за цел да достигне точката на рентабилност, при която се произвежда повече енергия, отколкото се влага. Въпреки че в един момент проектът се доближи до целта повече от всеки друг, в крайна сметка не успя да я постигне.

Учените се стремят да разработят нови големи енергийни източници до средата на 21 век, за да се предотврати настъпващата криза с природните изкопаеми и околната среда. Вече е направена успешна демонстрация на контролирана ядрена синтезна реакция и на ключовите технологии, необходими за осъществяването ѝ. В резултат на това и на бъдещи оптимизации се счита, че централите, базирани на термоядрения синтез, ще изиграят ключова роля в задоволяването на енергийните нужди на населението през втората половина на този век.