Физици от Уисконсин съживяват концепцията за магнитно огледало.

Екип от учени от Университета Уисконсин-Медисън, ръководен от професора по физика Кари Форест, е постигнал значителен напредък в създаването на чиста енергия от термоядрен синтез без въглеродни емисии. В рамките на експеримента Wisconsin HTS Asymmetric Mirror ( WHAM) изследователите успяха да създадат плазма, използвайки най-мощния стационарен магнит в историята на този вид устройства.

На 15-ти юли 2024 г. екипът формира и задържа плазма с магнитно поле от 17 Тесла, като използва магнити на базата на високотемпературни свръхпроводници (HTS). Тази стойност е повече от два пъти по-голяма от силата на магнитните полета, използвани в скенерите за магнитно-резонансна томография с висока разделителна способност, и е нов световен рекорд за магнитно ограничена плазма.

Постижението е резултат от четиригодишно сътрудничество между Университета на Уисконсин-Медисън, Realta Fusion, Масачузетския технологичен институт (MIT) и Commonwealth Fusion Systems (CFS), с подкрепата на Министерството на енергетиката на САЩ.

Възраждането на магнитното огледало

Концепцията за магнитно огледало – метода за задържане на заредените частици – беше популярен подход към енергията от термоядрен синтез в Съединените щати до 80-те години на миналия век, когато технологичните ограничения не позволиха ефективен контрол на магнитно ограничената плазма. Експериментът WHAM успя да възроди тази концепция благодарение на напредъка в областта на свръхпроводниците, особено на разработването на HTS магнити.

Устройството WHAM използва два мощни магнита в краищата на цилиндрична камера. Тези магнити сгъстяват плазмата и предизвикват многократно отразяване на водородните йони, което повишава вероятността от реакция на термоядрен синтез при техния сблъсък.

Успехът на WHAM може да доведе до по-малки и потенциално по-евтини системи за термоядрен синтез. Експериментът е резултат от партньорството между Университета на Уисконсин-Медисън и Realta Fusion – компания, създадена с цел комерсиализиране на технологията на магнитните огледала.

Главният изпълнителен директор на Realta Fusion Кирен Фърлонг заяви, че демонстрацията на WHAM връща компактното магнитно огледало в надпреварата за комерсиална енергия от термоядрен синтез. Според него това е значителна стъпка напред за една концепция, която обещава икономически жизнеспособна топлинна и електрическа енергия без въглеродни емисии.

Realta Fusion е една от осемте компании, избрани да участват в програма за финансиране на Министерството на енергетиката на САЩ за ускоряване на разработването на комерсиална енергия от термоядрен синтез, подобно на подхода на НАСА за подкрепа на частните космически изследвания.

Компанията планира да разработи два демонстрационни реактора. Първият, наречен Anvil, ще се основава на проекта WHAM и ще осигури допълнителни данни и възможности за тестване на различни материали. Вторият, наречен Hammer, ще има усъвършенстван дизайн с множество магнити, което потенциално ще позволи реакторите да бъдат по-дълги и по-мощни.

Сега екипът на WHAM ще се съсредоточи върху решаването на ключови предизвикателства в областта на стабилността на плазмата, ограничаването на плазмата и цялостната работа. Резултатите от тях ще бъдат от решаващо значение за определяне на жизнеспособността на магнитния огледален синтез като практически източник на енергия.