Ученые продемонстрировали возможность использования сверхпроводящих кабелей для разработки компактных соленоидов. Технология делает проще и дешевле строительство токамаков.

Исследователи из Принстонской лаборатории физики плазмы придумали способ создания мощных магнитов небольшого размера для токамака. Высокотемпературные сверхпроводящие магниты сделаны из материала, который проводит электричество с небольшим сопротивлением или вообще без сопротивления при более высоких температурах, чем раньше.

Для своего магнита ученые использовали сверхпроводящий кабель на круглом сердечнике (CORC). Провода, созданные по этой технологии, не нуждаются в обычной эпоксидной и стекловолоконной изоляции для протекания электричества. Благодаря этому можно обеспечить более плотную обмотку и создать мощную магнитную катушку меньшего размера.

Высокотемпературный сверхпроводящий магнит. Изображение: Kiran Sudarsanan, Princeton Plasma Physics Laboratory

Высокотемпературные сверхпроводящие магниты имеют ряд преимуществ перед магнитами из медной проволоки, объясняют авторы разработки. Их можно дольше использовать без перерыва, потому что они не нагреваются так быстро. При этом сверхпроводящие провода способны передавать то же количество электрического тока, что и медный провод во много раз шире, создавая при этом более сильное магнитное поле.

Сверхпроводящий кабель на круглом сердечнике. Фото: Advanced Conductor Technologies

Физики полагают, что новые магниты помогут уменьшить размер токамака, повышая производительность и снижая стоимость строительства термоядерного реактора.

Токамаки чувствительны к условиям в их центральных областях, включая размер центрального магнита или соленоида, экранирования и вакуумного сосуда. Многое зависит от центра. Поэтому, если вы можете уменьшить что-то в середине, вы можете уменьшить всю машину и снизить затраты, теоретически повысив производительность, – Джон Менард, заместитель директора Принстонской лаборатории физики плазмы по исследованиям.