Китай совершил прорыв в термоядерной энергетике: запущен крупнейший в мире сверхпроводящий магнит

В рамках амбициозного проекта CRAFT («Комплексный научно‑исследовательский центр термоядерных технологий») Китай успешно завершил испытания крупнейшего в мире сверхпроводящего магнита — важнейшего компонента реактора, призванного стать «искусственным солнцем». Достижение не только демонстрирует технологический рывок Поднебесной, но и задаёт новый мировой стандарт в разработке чистой энергии.

CRAFT

CRAFT –  обслуживает долгосрочную программу коммерциализации. Конечным адресатом катушки станет токамак BEST, где предстоит получить горящую плазму. Всего таких катушек соберут шестнадцать.

Токамак BEST

Сердце реактора: как устроены ключевые компоненты

Узел магнитов проекта CRAFT состоит из двух главных элементов, каждый из которых выполняет критически важную функцию:

• Тороидальный магнит — формирует «магнитную клетку», удерживающую плазму.
• Центральный соленоид — работает как воспламенитель, запуская и регулируя плазменный ток.

Совместная работа этих компонентов — ключевое условие для создания и стабилизации «миниатюрного солнца» с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия.

Тороидальный магнит: гигант среди технологий

Тороидальный магнит, созданный учёными Института физики плазмы Китайской академии наук, — крупнейшее устройство такого рода в истории. Его габариты поражают:

• длина — 21 метр;
• ширина — 12 метров;
• высота — 3,3 метра;
• вес — 582 тонны.

По объёму он превосходит аналогичный магнит Международного термоядерного экспериментального реактора (ITER) во Франции в 1,3 раза, а по запасу энергии — в три раза.

Научный сотрудник У Ю в интервью телеканалу CCTV пояснил: в финальной конфигурации реактора будет задействовано 16 таких катушек. Каждая из них будет пропускать ток в 100 килоампер и создавать магнитное поле напряжённостью 6,5 тесла в центре.

Директор института Сун Юньтао подчеркнул, что на разработку и сборку катушки ушло шесть лет. Она обладает рекордной ёмкостью хранения энергии в своём классе. При этом все ключевые компоненты — специальная сталь, изоляционные материалы и сверхпроводящие провода — произведены в Китае, что подчёркивает уровень технологической независимости страны.

Центральный соленоид: испытание на пределе возможностей

Не менее важным этапом стали испытания центральной соленоидной катушки — высокотемпературного сверхпроводящего воспламенителя. Её задачи:

• индуцировать и подавать плазменный ток;
• динамически регулировать конфигурацию удержания плазмы.

Как отметил заместитель директора института Цинь Цзинган, этот магнит работает в наиболее жёстких условиях среди всех магнитных систем реактора. От его надёжности напрямую зависит успешный запуск и стабильная работа термоядерного реактора.

Катушка превзошла расчётные параметры: при номинальном токе 46,5 кА она успешно прошла испытания при нагрузке 60 кА. Это в шесть раз превышает мощность китайского экспериментального сверхпроводящего токамака EAST, который эксплуатируется с 2006 года.

Как магнит удерживает «солнце» в клетке

Главная задача тороидальной катушки — создать мощное магнитное поле, которое будет удерживать сверхгорячую плазму, не давая ей соприкоснуться со стенками реактора. Температура плазмы при этом превышает температуру в ядре настоящего Солнца.

Аналогия, которую используют учёные, проста и наглядна: магнитное поле работает как невидимая железная дорога. Оно направляет заряженные частицы по строго заданным траекториям, удерживая их на безопасном расстоянии от стенок сосуда. Это предотвращает эрозию и разрушение конструкции из‑за высокоэнергетических столкновений.

Форма рабочей камеры напоминает пончик — именно такая геометрия позволяет наиболее эффективно использовать магнитное удержание. Цель проекта CRAFT — не просто создать «миниатюрное солнце», но и научиться стабильно удерживать его для выработки электроэнергии.

Путь Китая к термоядерному будущему

Развитие термоядерных технологий в Китае началось ещё в конце 1970‑х годов. Важным этапом стало получение от СССР установки Т‑7 — первого в мире сверхпроводящего токамака. В 1994 году её модернизировали в HT‑7, благодаря чему Китай стал четвёртой страной в мире (после России, Франции и Японии), обладающей такой технологией.

Следующий прорыв произошёл в 2006 году, когда был запущен EAST — первый в мире полностью сверхпроводящий токамак. Сегодняшний успех с магнитом для CRAFT — результат почти 40 лет исследований и освоения технологий сверхпроводимости: от низкотемпературных до высокотемпературных систем.

Вакуумная камера EAST

Заместитель директора института Сонг назвал новый магнит «самым передовым в мире» и подчеркнул, что он станет необходимым элементом для строительства будущих термоядерных реакторов.

Сейчас термоядерная энергетика — один из приоритетов Китая и занимает ключевое место в текущем пятилетнем плане развития науки и технологий. Успешные испытания сверхпроводящих магнитов — важный шаг на пути к созданию практически неисчерпаемого и экологически чистого источника энергии.