В Великобритании введена в эксплуатацию уникальная криогенная установка для испытаний ключевых компонентов термоядерных реакторов будущего. Ученые из Управления по атомной энергии Великобритании (UKAEA) представили новую исследовательскую установку ELSA на своем объекте Fusion Technology Facility в Южном Йоркшире. Ее задача — ускорить разработку технологий для получения практически безграничной чистой энергии термоядерного синтеза.
Установка ELSA создает экстремально низкие температуры в криогенном диапазоне от -253,15 до -203,15 градусов Цельсия. Это необходимо для моделирования рабочих условий высокотемпературных сверхпроводящих магнитов, которые являются критически важными компонентами термоядерных машин. Такие магниты, генерируя мощные магнитные поля с минимальными потерями, удерживают и формируют плазму, где происходит реакция синтеза. Инженеры UKAEA стремятся достичь сопротивления в таких системах на уровне одной миллионной от сопротивления в бытовой электронике, что снизит энергопотребление и операционные расходы, приближая коммерциализацию термоядерной энергии.
В настоящее время на ELSA проходят испытания новейших компонентов — так называемых «разъемных соединений». Эти соединения обладают чрезвычайно низким электрическим сопротивлением и в будущем обеспечат возможность эффективного технического обслуживания термоядерных электростанций. Как пояснил менеджер по инженерным вопросам разъемных соединений UKIFS Крис Лэмб, подобные криогенные объекты для тестирования технологий высокотемпературных сверхпроводящих магнитов встречаются крайне редко. Разъемные соединения являются частью тороидальных катушек, которые удерживают плазму в токамаке, и их конструкция позволяет осуществлять быстрый доступ для ремонта.
Данная разработка является критически важной частью британской программы STEP, в рамках которой к 2040 году в Вест-Бёртоне (Ноттингемшир) планируется построить прототип термоядерной электростанции. Разъемные соединения необходимы для успеха проекта STEP, так как обеспечат возможность оперативного обслуживания энергоблока. Как отмечается, программа STEP после выхода на полную мощность создаст около 6500 рабочих мест на площадке и еще больше — на этапах строительства, а также приведет к значительным инфраструктурным инвестициям в регионе. Ожидается, что кампус STEP станет мировым центром исследований и разработок в области термоядерного синтеза.
Профессор Мэттью Стивенсон, руководитель Fusion Technology Facility, подчеркивает, что задача его команды — найти ответ на вопрос «как?» для достижения коммерчески жизнеспособной термоядерной энергии, включая поиск наиболее рентабельных и долговечных решений. Доктор Джеймс Коуэн, директор программы STEP, добавляет, что использование силы звезд для генерации чистой энергии требует тесного сотрудничества между научными, инженерными и строительными дисциплинами, и установка ELSA является ярким примером такого подхода в действии. Успех STEP в доказательстве коммерческой жизнеспособности откроет путь для создания целого парка термоядерных электростанций по всему миру.