Od 200 mil nadprzewodnika do fuzji jądrowej

"To najważniejsza rzecz w ciągu ostatnich 30 lat badań nad fuzją jądrową", powiedział Dennis Whyte, jeden z naukowców zaangażowanych w projekt. I rzeczywiście, wychwytywanie plazmy leży u podstaw planowanych reaktorów fuzji jądrowej, takich jak ITER w południowej Francji.

Wiele jest nowego i zaskakująco odmiennego w super magnesie, który może generować trwale stabilne pole magnetyczne o sile 20 Tesli. Dla porównania: duży tomograf rezonansu magnetycznego w medycynie może osiągnąć 3 Tesle przez krótki czas, a kilka specjalnych modeli może osiągnąć dwa razy więcej. Pole magnetyczne na powierzchni Ziemi ma siłę 0,00005 Tesli.

Wydajność to jedno. Ale wydajność musi być również odpowiednia, aby w pewnym momencie uzyskać nadwyżkę energii poprzez fuzję jądrową. W tym celu jako nadprzewodnik wykorzystano nowy materiał o nazwie REBCO. Jest to skrót od "rare-earth barium copper oxide", czyli stop metali ziem rzadkich, baru, miedzi i tlenu.

Aby nadprzewodnik działał bez oporów, nie musi być utrzymywany w tak niskiej temperaturze jak inne nadprzewodniki. Zamiast 3 Kelwinów (-454 °F / -270 °C) wystarczy 20 Kelwinów (-423 °F / -253 °C). Wartość ta jest oczywiście nadal ekstremalnie niska, tylko nieznacznie powyżej zera absolutnego, a osiągnięcie tej temperatury wymaga ogromnego wysiłku.

Gdyby jednak porównać te dwa zadania, to tak jakby nie trzeba było złapać wszystkich stu kurczaków w ogromnym lesie. Wystarczy dziewięćdziesiąt. Innymi słowy, jest to wielokrotnie łatwiejsze, mimo że różnica wynosi zaledwie 16 kelwinów.

Ponadto nie ma potrzeby stosowania drogiej izolacji między kablami. W ten sposób można również wykorzystać nadprzewodnik. Zapewnia to więcej miejsca, na przykład w celu skuteczniejszego chłodzenia i lepszego pozycjonowania magnesu.

Podczas testów nie opierano się na modelach i ekstrapolacjach. Zamiast tego zespół skonstruował ważący 20 000 funtów (9 ton) i wystarczająco silny magnes o łącznej długości 200 mil nadprzewodnika. Odpowiada to wymiarom faktycznie wymaganym później.

I proszę zobaczyć: system działał dokładnie tak, jak powinien w swoim oryginalnym rozmiarze i wytrzymał wszystkie obciążenia. Ponadto przetestowano krytyczne sytuacje między wahaniami zasilania a całkowitą awarią.

Pomimo tego, że ostatecznie system prawdopodobnie nieco się stopił, wszystkie wyniki powinny mieścić się w oczekiwanym zakresie. To dobrze, ponieważ podstawowe obliczenia i zakładane zachowanie materiału powinny być prawidłowe.

Wszystko, czego teraz potrzeba, oprócz wielu nadprzewodników i dziewięćdziesięciu kurczaków, to ogólnie stabilny reaktor termojądrowy.