27 de junio,Los dos imanes superconductores del reactor de fusión nuclear de desarrollo propio de China han completado la aceptación técnica y las pruebas de parámetros de condiciones operativas completas. Son el imán superconductor de campo toroidal del reactor de fusión más grande del mundo y la bobina solenoide central superconductora de alta temperatura del dispositivo de fusión compacto.Este movimiento marca que los componentes clave más difíciles de la cadena de ingeniería del "sol artificial" se han completado con éxito, y los imanes que se han probado esta vez están 100% localizados desde materias primas y materiales estructurales hasta equipos y procesos.
Entre ellos, la bobina solenoide central superconductora de alta temperatura es el componente central del Dispositivo Experimental Compacto de Energía de Fusión (BEST). Su función principal es inducir e impulsar la corriente de plasma y ajustar dinámicamente la forma del confinamiento del plasma. La corriente operativa nominal de la bobina es de 46,5 kA y el campo magnético operativo máximo de los 6 grupos de bobinas alcanza los 19 Tesla.
Según un equipo del Instituto de Física del Plasma de la Academia de Ciencias de China, cuanto mayor es el campo magnético, más plasma de alta temperatura se puede confinar en un espacio limitado. Sin esta bobina, el reactor de fusión "no puede encenderse".
Está previsto que el dispositivo BEST esté terminado a finales de 2027 y demostrará el primer kilovatio-hora de electricidad mediante fusión nuclear alrededor de 2030.
Los científicos ya han verificado el principio de la fusión nuclear controlable, pero el verdadero problema reside en el nivel de ingeniería. Para crear un sol artificial, es necesario calentar el combustible a cientos de millones de grados Celsius. Ningún material puede soportar temperaturas tan altas durante mucho tiempo. Durante décadas, los científicos han dependido principalmente de fuertes limitaciones magnéticas para "sostener" el plasma de modo que la bola de fuego no golpee la pared ni se apague.
La tira superconductora de alta temperatura que se probó esta vez tiene una capa superconductora funcional real de sólo un micrón de espesor. Hay que procesarlo y doblarlo, introducirlo en un tubo de acero y luego extruirlo. Parece que sólo cambia de forma, pero en realidad sufre estiramiento, compresión y torsión al mismo tiempo. La pérdida de control en cualquier proceso hará que el material falle.
El líder del equipo, Qin Jinggang, dijo que cuando recibió la tarea hace seis años, solo tenía dos requisitos: mejorar el rendimiento y reducir el precio. En ese momento aún se desconocía cómo se determinaría el diseño y de dónde vendrían los materiales.Después de seis años de investigación, no sólo se mejoró y estabilizó el rendimiento, sino que todos los equipos originales también se produjeron en el país.
El mismo material superconductor alguna vez costaba 400 yuanes por metro, pero ahora ha bajado a 100 yuanes.Más importante aún, el peso, el tamaño y el almacenamiento de energía de esta bobina superan con creces las especificaciones anteriores. Una sola bobina ha aumentado de 350 toneladas a 580 toneladas, lo que significa que la escala energética de los dispositivos futuros también será mayor.
Qin Jinggang admitió que pasar la prueba esta vez solo cuenta como el 80%, y el 20% restante aún debe instalarse en el dispositivo, y su estabilidad de servicio y vida útil se evalúan en entornos hostiles. Sólo superando la prueba se podrá completar realmente el camino hacia la superconducción de alta temperatura.
En los últimos años, el "sol artificial" de China ha estado acelerando el calendario de actualización. En enero del año pasado, el dispositivo experimental tokamak totalmente superconductor Eastern Super Ring (EAST) logró un funcionamiento en estado estable de plasma a 100 millones de grados Celsius durante 1.066 segundos, estableciendo una vez más un nuevo récord mundial.
Según la corriente principal, la fusión nuclear controlable utiliza como combustible deuterio extraído del agua de mar. La energía de fusión de un litro de agua de mar equivale a 300 litros de gasolina. Casi no produce residuos nucleares altamente radiactivos ni emisiones de carbono. Hay alrededor de 45 billones de toneladas de deuterio en los océanos de la Tierra, que pueden durar miles de millones de años al ritmo actual de consumo de energía humana, lo que equivale a una energía inagotable.