27 يونيو,أكملت الصين مغناطيسين فائقي التوصيل لمفاعل الاندماج النووي تم تطويرهما ذاتيًا، القبول الفني واختبار معلمات حالة التشغيل الكاملة. وهما أكبر مغناطيس حلقي فائق التوصيل لمفاعل الاندماج النووي في العالم، وجهاز الاندماج المدمج ذو درجة الحرارة العالية والملف اللولبي المركزي فائق التوصيل.وتؤشر هذه الخطوة على اكتمال أصعب المكونات الرئيسية في سلسلة هندسة "الشمس الاصطناعية" بنجاح، كما أن المغناطيسات التي تم اختبارها هذه المرة موضعية بنسبة 100% من المواد الخام والمواد الإنشائية إلى المعدات والعمليات.
من بينها، يعد الملف اللولبي المركزي فائق التوصيل ذو درجة الحرارة العالية المكون الأساسي لجهاز تجربة الطاقة المدمجة (BEST). وتتمثل مهمتها الرئيسية في تحفيز تيار البلازما ودفعه وضبط شكل حبس البلازما ديناميكيًا. يبلغ تيار التشغيل المقدر للملف 46.5 كيلو أمبير، ويصل الحد الأقصى للمجال المغناطيسي التشغيلي لمجموعات الملفات الستة إلى 19 تسلا.
ووفقا لفريق من معهد فيزياء البلازما التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، كلما زاد المجال المغناطيسي، كلما زادت درجة حرارة البلازما التي يمكن حصرها في مساحة محدودة. وبدون هذا الملف، فإن مفاعل الاندماج "لا يمكن أن يشتعل".
ومن المقرر أن يكتمل جهاز BEST بحلول نهاية عام 2027، وسيُظهر أول كيلووات/ساعة من الكهرباء باستخدام الاندماج النووي حوالي عام 2030.
لقد أثبت العلماء بالفعل مبدأ الاندماج النووي الذي يمكن التحكم فيه، لكن المشكلة الحقيقية تكمن في المستوى الهندسي. ولإنشاء شمس اصطناعية، يجب تسخين الوقود إلى مئات الملايين من الدرجات المئوية. لا توجد مادة يمكنها تحمل درجات الحرارة المرتفعة لفترة طويلة. لعقود من الزمن، اعتمد العلماء بشكل أساسي على قيود مغناطيسية قوية "لتثبيت" البلازما بحيث لا تصطدم كرة النار بالجدار أو تنطفئ.
يحتوي الشريط فائق التوصيل ذو درجة الحرارة العالية الذي تم اختباره هذه المرة على طبقة موصلة فائقة وظيفية حقيقية يبلغ سمكها ميكرون واحد فقط. يجب معالجتها وثنيها وحشوها في أنبوب فولاذي ثم بثقها. يبدو أنه يغير الشكل فقط، لكنه في الواقع يخضع للتمدد والضغط والالتواء في نفس الوقت. سيؤدي فقدان السيطرة في أي عملية إلى فشل المادة.
وقال قائد الفريق تشين جينغ قانغ إنه عندما تولى المهمة قبل ست سنوات، كان لديه متطلبين فقط: تحسين الأداء وخفض السعر. في ذلك الوقت، لم يكن معروفًا كيف سيتم تحديد التصميم ومن أين ستأتي المواد.وبعد ست سنوات من البحث، لم يتم تحسين الأداء واستقراره فحسب، بل تم أيضًا إنتاج جميع المعدات المصدرية محليًا.
كانت تكلفة نفس المادة فائقة التوصيل تبلغ 400 يوان للمتر الواحد، لكنها انخفضت الآن إلى 100 يوان.والأهم من ذلك، أن وزن وحجم وتخزين الطاقة لهذا الملف يتجاوز بكثير المواصفات السابقة. وقد زاد وزن الملف الواحد من 350 طنًا إلى 580 طنًا، مما يعني أن حجم الطاقة للأجهزة المستقبلية سيكون أكبر أيضًا.
واعترف Qin Jinggang بأن اجتياز الاختبار هذه المرة لا يمثل سوى 80%، ولا تزال نسبة 20% المتبقية بحاجة إلى التثبيت على الجهاز، ويتم تقييم استقرار الخدمة وعمر الخدمة في البيئات القاسية. فقط من خلال اجتياز الاختبار يمكن أن يكتمل الطريق إلى الموصلية الفائقة في درجات الحرارة العالية.
في السنوات الأخيرة، قامت "الشمس الاصطناعية" في الصين بتسريع جدول التحديث. في يناير من العام الماضي، حقق جهاز توكاماك التجريبي فائق التوصيل Eastern Super Ring (EAST) تشغيلًا ثابتًا عند درجة حرارة 100 مليون درجة مئوية من البلازما لمدة 1066 ثانية، مسجلاً مرة أخرى رقمًا قياسيًا عالميًا جديدًا.
وفقًا للمسار السائد، يستخدم الاندماج النووي الذي يمكن التحكم فيه الديوتيريوم المستخرج من مياه البحر كوقود. طاقة اندماج لتر واحد من ماء البحر تعادل 300 لتر من البنزين. وهي لا تنتج تقريبًا أي نفايات نووية شديدة الإشعاع ولا تنتج أي انبعاثات كربونية. ويوجد حوالي 45 تريليون طن من الديوتيريوم في محيطات الأرض، والتي يمكن أن تستمر لمليارات السنين بالمعدل الحالي لاستهلاك الإنسان للطاقة، وهو ما يعادل طاقة لا تنضب.