Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton (PPPL) của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã tìm ra một phương pháp mới để sản xuất nam châm nhỏ, mạnh cho các lò phản ứng nhiệt hạch. Công nghệ này được đặc trưng bởi sự đơn giản và đáng tin cậy, hứa hẹn sẽ mang đến sự xuất hiện gần hơn của các lò phản ứng nhiệt hạch thương mại và mở ra khả năng tiếp cận năng lượng sạch và vô tận cho nhân loại.
Ngày nay, nam châm dựa trên hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ thấp (hiếm khi là đồng thông thường) được tạo ra để nghiên cứu các loại lò phản ứng nhiệt hạch và cả lò phản ứng ITER. Thật không may, hiện tượng siêu dẫn ở nhiệt độ thấp hạn chế rất nhiều cường độ tối đa có thể có của từ trường, khiến các nam châm siêu dẫn phải được chế tạo rất lớn và điều này dẫn đến sự gia tăng kích thước của các lò phản ứng nhiệt hạch với tất cả các hậu quả tiêu cực về tính kinh tế của các quy trình.
Giải pháp có thể là siêu dẫn nhiệt độ cao, cho phép nhân cường độ từ trường và giảm kích thước của nam châm. Càng ít nam châm, khu vực làm việc tích cực của lò phản ứng nhiệt hạch càng nhỏ gọn. Những lò phản ứng như vậy rất dễ bảo trì và vận hành kinh tế. Một nhóm các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton (PPPL) cùng với các đồng nghiệp từ Công nghệ Dây dẫn Tiên tiến, Đại học Colorado ở Boulder và Phòng thí nghiệm Từ trường Cao Quốc gia ở Tallahassee, Florida, đã làm việc theo hướng này.
Các nhà nghiên cứu đã phát triển công nghệ sản xuất nam châm siêu dẫn nhỏ gọn với hai cải tiến lớn. Đầu tiên, họ chọn vật liệu để tạo ra độ dẫn nhiệt cao. Thứ hai, công nghệ tạo cuộn dây có hình dạng nhất định mà không sử dụng vật liệu cách điện đã được phát triển. Dây siêu dẫn không có lớp cách điện được đặt đơn giản trong các rãnh ở đế của cuộn dây và điều này làm cho quá trình chế tạo nam châm dễ dàng hơn nhiều lần.
Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Chi phí quấn các cuộn dây thấp hơn nhiều vì chúng tôi không phải trải qua quá trình ngâm chân không bằng nhựa epoxy tốn kém và dễ xảy ra sai sót. "Thay vào đó, bạn cuộn dây dẫn trực tiếp lên biểu mẫu từ cuộn dây."
Sự phát triển này đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển của cái gọi là tokamak hình cầu, bề ngoài trông giống quả táo chứ không giống bánh mì tròn của tokamak cổ điển. Đối với tokamaks hình cầu, kích thước có tầm quan trọng hàng đầu. Những lò phản ứng như vậy có thể khá nhỏ gọn, nhưng từ trường của chúng có hình dạng rất phức tạp, điều này đặt ra những yêu cầu nghiêm ngặt đối với nam châm. Nam châm nhỏ gọn có thể giải quyết những vấn đề này và, người ta hy vọng, sớm hay muộn điều đó sẽ xảy ra.
Bạn có thể giúp Ukraine chiến đấu chống lại những kẻ xâm lược Nga. Cách tốt nhất để làm điều này là quyên góp quỹ cho Các lực lượng vũ trang của Ukraine thông qua Cuộc sống tiết kiệm hoặc thông qua trang chính thức NBU.
Đọc thêm: