582 tonų superlaidus magnetas tapo didžiausiu tokio tipo įrenginiu pasaulyje
Kinijos mokslų akademijos Plazmos fizikos institutas Hefėjuje paskelbė sėkmingai išbandęs didžiausią pasaulyje branduolių sintezės reaktoriams skirtą superlaidų magnetą. Birželio 27 dieną įrenginys praėjo visų numatytų parametrų bandymus ir ekspertų vertinimą.
D raidės formos toroidinio lauko magnetas yra 21 metro ilgio, 12 metrų pločio ir sveria 582 tonas. Kinijos mokslininkų teigimu, jo tūris yra 1,3 karto didesnis, o magnetiniame lauke sukaupiamos energijos kiekis – 3 kartus didesnis negu analogiškų tarptautinio ITER projekto magnetų.
Svarbu atskirti magnete sukaupiamą energiją nuo branduolių sintezės metu pagaminamos energijos. Kinija sukūrė ir išbandė vieną svarbiausių būsimo reaktoriaus komponentų, tačiau šis įrenginys pats nevykdo sintezės reakcijos ir elektros energijos negamina.
Milžiniškas magnetas turės išlaikyti 100 milijonų laipsnių temperatūros plazmą
Tokamako tipo įrenginyje vandenilio izotopų plazma turi būti įkaitinama iki daugiau kaip 100 mln. laipsnių Celsijaus. Tokios temperatūros negali atlaikyti jokia reaktoriaus sienelė, todėl plazma turi būti laikoma vakuuminės kameros viduryje, neleidžiant jai tiesiogiai liestis su konstrukcijomis.
Šią užduotį atlieka toroidinio lauko magnetai. Jų sukuriamas magnetinis laukas veikia kaip nematomas narvas, kuris valdo elektringųjų plazmos dalelių judėjimą ir sumažina jų susidūrimus su vakuuminės kameros sienelėmis.
Planuojama, kad 16 tokių D formos ričių bus sustatytos ratu ir sudarys visą magnetinio lauko sistemą. Reaktoriaus centre jos turėtų sukurti maždaug 6,5 teslos stiprio lauką. Palyginimui, daugelyje medicininių magnetinio rezonanso tomografų naudojamas 1,5 arba 3 teslų magnetinis laukas.
Magnetas turės 60 metų veikti beveik absoliutaus nulio temperatūroje
Superlaidus magnetas projektuojamas 60 metų eksploatavimo laikotarpiui. Jis turės veikti esant maždaug –268,95 laipsnio Celsijaus temperatūrai, stipriai jonizuojančiajai spinduliuotei, milžiniškoms mechaninėms apkrovoms ir itin stipriai elektros srovei.
Magneto gamybai naudoti niobio ir alavo pagrindo superlaidininkai. Jų savybės labai priklauso nuo terminio apdorojimo tikslumo: net kelių laipsnių temperatūros nuokrypis gamybos metu gali smarkiai sumažinti medžiagos elektrines ir mechanines savybes.
Kinijos mokslininkai pranešė sumažinę vidinių jungčių elektrinę varžą iki 0,04 nanoomo. Laidininkų bandiniai taip pat atlaikė daugiau kaip 1 000 elektromagnetinių ir šiluminių ciklų, vykdytų 4,2 kelvino temperatūroje.
Kartu išbandytas antras magnetas, veikiantis kaip tokamako uždegimo sistema
Tą pačią dieną Kinijos mokslininkai baigė aukštos temperatūros superlaidžiojo centrinio solenoido ritės bandymus. Šio magneto paskirtis skiriasi nuo toroidinio lauko sistemos – jis sukuria ir palaiko elektros srovę pačioje plazmoje.
Centrinis solenoidas dažnai lyginamas su automobilio variklio uždegimo sistema. Be jo tokamake būtų sunku sužadinti reikiamą plazmos srovę, kontroliuoti jos formą ir ilgą laiką išlaikyti stabilią sintezės reakcijai tinkamą būseną.
Kinijos Plazmos fizikos instituto duomenimis, centrinio solenoido ritė stabiliai išlaikė 60 kiloamperų srovę ir sukaupė 6,03 megadžaulio energijos. Tai atskiras komponentas nuo 582 tonas sveriančio toroidinio lauko magneto, nors abu įrenginiai buvo kuriami kaip tos pačios sintezės technologijų programos dalis.
Kinija skelbia visą magneto gamybos grandinę sukūrusi savo šalyje
Magneto kūrimas ir gamyba truko 6 metus. Kinijos mokslininkai tvirtina, kad visi pagrindiniai komponentai bei technologijos buvo sukurti šalies viduje – nuo superlaidžių juostų ir kriogeninio plieno iki ričių vyniojimo, izoliacijos, jungčių bei apsaugos nuo staigaus superlaidumo praradimo sistemų.
Projekto metu užregistruoti 47 patentai ir parengti 25 pramoniniai standartai. Atskirai buvo kuriamas maždaug 400 tonų sveriantis magneto konstrukcinis korpusas, pagamintas iš labai žemai temperatūrai pritaikyto austenitinio plieno.
Instituto duomenimis, aukštos temperatūros superlaidžių juostų kaina per projekto laikotarpį sumažinta nuo maždaug 400 iki 100 juanių už metrą. Superlaidžių medžiagų kaina išlieka viena svarbiausių kliūčių kuriant komerciškai įmanomus sintezės reaktorius.
CRAFT kompleksas tikrina technologijas būsimiems Kinijos sintezės įrenginiams
Naujasis magnetas sukurtas Hefėjuje statomame CRAFT branduolių sintezės technologijų tyrimų komplekse. Maždaug 40 hektarų teritorijoje įrengiama apie 20 bandymų platformų, skirtų magnetams, plazmos kaitinimo sistemoms, tričio technologijoms ir kitoms būsimo reaktoriaus dalims.
Tame pačiame mieste nuo 2006 metų veikia eksperimentinis superlaidus tokamakas EAST. 2025 metų sausį EAST aukšto plazmos sulaikymo režimą išlaikė 1 066 sekundes – beveik 18 minučių. Šis rezultatas parodė ilgalaikio plazmos valdymo galimybes, tačiau įrenginys nebuvo naudojamas komercinei elektros gamybai.
Kitas Kinijos žingsnis yra statomas BEST eksperimentinis tokamakas, skirtas vadinamajai degančiai plazmai tirti. Pagal viešai skelbiamą planą jis turėtų būti baigtas iki 2027 metų pabaigos. Kinijos pareigūnai kalba apie pirmuosius sintezės energijos gamybos bandymus maždaug 2030 metais, tačiau tai tebėra projekto tikslas, o ne jau pasiektas rezultatas.
Rekordinis magnetas dar neįrodo, kad Kinija išsprendė branduolių sintezės problemą
582 tonų magneto bandymas patvirtina, kad Kinija geba savarankiškai pagaminti ir išbandyti itin didelį reaktoriaus komponentą. Tai svarbus inžinerinis pasiekimas, nes galingų ir patikimų magnetų gamyba yra viena sudėtingiausių tokamako statybos dalių.
Vis dėlto vienas išbandytas magnetas dar nesudaro visos magnetinės sistemos. Reikėtų pagaminti, sumontuoti ir suderinti visas rites, vakuuminę kamerą, plazmos kaitinimo įrangą, kriogenines sistemas, šilumos šalinimo konstrukcijas bei tričio kuro ciklą.
Branduolių sintezės jėgainė taip pat turėtų pagaminti daugiau energijos, negu sunaudoja visas jos technologinis kompleksas, ir tai daryti patikimai bei ekonomiškai. Kinijos pristatytas magnetas priartina šią galimybę inžineriniu požiūriu, tačiau kol kas pasaulyje nėra nė vienos komercinės branduolių sintezės elektrinės.
Šaltiniai
Yahoo Tech. (2026). China Built the World’s Largest Fusion Magnet – “Artificial Sun”
https://tech.yahoo.com/science/articles/china-built-world-largest-fusion-161305793.html
Chinese Academy of Sciences. (2026). World’s Largest Superconducting Magnet for Fusion Reactor Unveiled in Hefei
https://english.cas.cn/newsroom/cas-in-media/202606/t20260629_1175003.shtml
Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences. (2026). World’s Largest Fusion Reactor Superconducting Magnet Passes Acceptance
https://english.ipp.cas.cn/syxw/202607/t20260702_848387.html
