Nové magnety nás posúvajú o veľký krok bližšie k čistej energii z jadrovej fúzie

Výskumníci z Princetonského laboratória plazmovej fyziky amerického ministerstva energetiky našli spôsob, ako postaviť výkonné magnety menšie ako doteraz. Pomôže to pri navrhovaní a konštrukcii zariadení, ktoré by mohli umožniť svetu využiť energiu Slnka na výrobu elektriny bez produkcie skleníkových plynov, ktoré prispievajú k zmene klímy. Vedci vytvorili vysokoteplotné supravodivé magnety, ktoré sú vyrobené z materiálu vedúceho elektrickú energiu s malým alebo žiadnym odporom pri teplotách vyšších ako dosiaľ.

Takéto výkonné magnety by sa ľahšie zmestili do úzkeho priestoru vnútri sférických tokamakov, ktoré majú skôr tvar jablka než tvar šišky ako bežné tokamaky. Keďže magnety by mohli byť umiestnené oddelene od ostatných strojov v centrálnej dutine sférického tokamaku, aby sa do nich dostala horúca plazma, ktorá poháňa fúzne reakcie, vedci by ich mohli opravovať bez toho, aby ich museli rozobrať. 

„Na to potrebujete magnet so silnejším magnetickým poľom a menšou veľkosťou ako súčasné magnety,“ povedal Yuhu Zhai, hlavný inžinier laboratória a hlavný autor článku, ktorý o výsledkoch informuje v časopise IEEE Transactions on Applied Superconductivity. „Jediný spôsob, ako to dosiahnuť, sú supravodivé drôty. A to sme urobili.“ Vedci sa snažia zopakovať jadrovú syntézu na Zemi, aby získali prakticky nevyčerpateľný zdroj bezpečnej a čistej energie na výrobu elektriny.

Vysokoteplotné supravodivé magnety majú oproti medeným magnetom niekoľko výhod. Môžu byť zapnuté dlhší čas, pretože sa tak rýchlo nezahrievajú, čo ich robí vhodnejšími na použitie v budúcich elektrárňach využívajúcich jadrovú syntézu, ktoré budú musieť pracovať celé mesiace. Supravodivé drôty sú takisto výkonné, dokážu prenášať rovnaké množstvo elektrického prúdu ako niekoľkokrát širší medený drôt a zároveň vytvárajú silnejšie magnetické pole.

Takéto magnety by tiež mohli pomôcť vedcom pokračovať v zmenšovaní veľkosti tokamakov, čím by sa zvýšil ich výkon a znížili náklady na ich výstavbu. Nové magnety využívajú zdokonalenú techniku, čo znamená, že drôty nepotrebujú bežnú epoxidovú izoláciu a izoláciu zo sklených vlákien, aby sa zabezpečil tok elektrickej energie. Táto technika zjednodušuje konštrukciu a zároveň znižuje náklady.

Okrem toho vysokoteplotné supravodivé magnety môžu pomôcť pri konštrukcii sférického tokamaku, pretože vyššia prúdová hustota a menšie vinutia poskytujú viac priestoru na podpornú konštrukciu, ktorá pomáha zariadeniu odolávať vysokým magnetickým poliam, čím sa zlepšujú prevádzkové podmienky. Menšie a výkonnejšie magnety tiež dávajú konštruktérom viac možností na navrhnutie sférického tokamaku s geometriou, ktorá by mohla zvýšiť jeho celkový výkon.

Zdroj: eurasiareview.com.