10 тонн меди, смолы и амбиций. В США доставили гигантский магнит, без которого не запустить главный термоядерный реактор страны

В Принстонскую лабораторию физики плазмы доставили огромный магнитный блок, без которого один из самых амбициозных американских проектов по термоядерному синтезу не сможет вернуться к работе. Компонент пересек Атлантику, добрался из испанского Бильбао до Нью-Джерси на грузовом самолете, а затем приехал в Принстон на платформе. Теперь инженеры переходят к финальной сборке модернизированного сферического токамака NSTX-U, где эксперименты планируют возобновить в 2027 году.

Проект ведет Принстонская лаборатория физики плазмы Министерства энергетики США. Установка NSTX-U относится к сферическим токамакам, компактным системам для удержания горячей плазмы магнитными полями. Исследователи хотят проверить, смогут ли компактные реакторы снизить стоимость строительства будущих термоядерных электростанций и упростить повторение конструкции в промышленных масштабах.

Центральный магнитный блок изготовила испанская компания Elytt Energy. Деталь весит около 10,4 тонны и достигает почти шести метров в длину. Для установки NSTX-U компонент играет роль магнитного ядра: без него машина не сможет создавать поля, удерживать плазму и нагревать рабочую среду до условий, нужных для экспериментов по синтезу.

Конструкция объединяет две важные системы. Магниты тороидального поля создают основные линии магнитного удержания внутри вакуумной камеры, а система омического нагрева пропускает электрический ток через плазму и повышает температуру. Внутри камеры, напоминающей яблоко по форме, два режима магнитного поля должны стабилизировать горячую среду и помогать физикам изучать поведение плазмы при разных условиях.

Производство блока потребовало сложной сборки. Специалисты соединили 36 медных проводников длиной около 5,8 метра каждый, использовали стеклоткань, смолу и пропитку под вакуумом и давлением. После этого инженеры намотали дополнительные медные катушки для системы омического нагрева и закрыли готовую сборку изоляционной смолой, чтобы компонент выдерживал тяжелые рабочие нагрузки.

После доставки магнитный блок уже разместили рядом с токамаком с помощью мощных кранов. В ближайшие месяцы инженеры развернут конструкцию в вертикальное положение, подготовят защитные экраны и установят сборку внутрь машины. Затем техникам предстоит подключить десятки гибких токовых соединений flexbus, линии охлаждения и внутренние системы, провести прогрев, пусконаладочные работы и проверки безопасности.

Директор лаборатории Стивен Коули считает, что после модернизации NSTX-U получит возможности, которых нет у других экспериментальных установок. Лаборатория рассчитывает привлечь к работе ученых из разных стран и получить данные, которые помогут понять, какую роль компактные токамаки могут сыграть в коммерческой термоядерной энергетике.

Руководство лаборатории считает NSTX-U важной платформой для следующего этапа исследований. Установка должна дать новые данные о работе компактных токамаков, помочь обучать алгоритмы искусственного интеллекта для управления плазмой и показать, насколько сферическая схема подходит для коммерческих термоядерных реакторов. При успешной сборке американские исследователи получат новый инструмент для проверки технологий, которые могут лечь в основу будущих электростанций.