Китай завершил строительство крупнейшего в мире термоядерного магнита, преодолев ключевое препятствие на пути к созданию «искусственного солнца»

Ли Сюньдянь и Тао МинъянОпубликовано: 07 июля 2026 г., 22:29

Тороидальный сверхпроводящий магнит. Фото: Предоставлено Институтом физики плазмы Китайской академии наук.

Китайская программа «искусственного солнца» преодолела одно из самых сложных инженерных препятствий: два полностью разработанных внутри страны сверхпроводящих магнита, являющихся основными компонентами термоядерного реактора, прошли экспертную оценку и полнопараметрические испытания в Институте физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP). Это знаменует собой важный шаг в стремлении страны превратить управляемый термоядерный синтез из лабораторной науки в работающий источник энергии.

Новый тороидальный сверхпроводящий магнит, D-образная конструкция длиной 21 метр, шириной 12 метров и весом 582 тонны, является самым большим сверхпроводящим магнитом для термоядерного реактора из когда-либо построенных, в 1,3 раза превышающим по объему и в три раза более энергоемким магнитам в Международном термоядерном экспериментальном реакторе. Шестнадцать таких катушек в конечном итоге образуют кольцо, генерирующее магнитное поле напряженностью 6,5 Тесла в центре плазмы.

«Его задача — использовать мощное магнитное поле для удержания плазмы, чтобы этот 100-миллионноградусный «огненный шар» оставался подвешенным внутри вакуумной камеры, не касаясь стенок», — рассказал Global Times У Ю, исследователь из ASIPP. «Он работает как невидимая, чрезвычайно прочная магнитная клетка».

В тот же день полные параметрические испытания прошла высокотемпературная сверхпроводящая центральная соленоидная катушка, которую исследователь ASIPP Цинь Цзинган сравнил с «зажигательной свечой автомобильного двигателя». 

Данные испытаний показали, что катушка пропускает стабильный ток, а ключевые показатели, такие как запасенная энергия, максимальная скорость нарастания поля и сопротивление соединения, достигли лучших в мире значений. Являясь «энергетическим сердцем» китайской компактной экспериментальной установки для термоядерного синтеза, катушка индуцирует и приводит в движение плазменный ток, напрямую определяя, сможет ли термоядерный реактор загореться и стабильно работать.

Сун Юньтао, директор ASIPP, сказал, что основная ценность этих двух прорывов заключается в полной самодостаточности всей системы. «Начиная с основных сырьевых материалов, таких как сверхпроводящие ленты, высокопрочная криогенная нержавеющая сталь и специальные изоляционные материалы, и заканчивая полным комплексом процессов, включая проектирование конструкции, прецизионную намотку, изготовление соединений со сверхнизким сопротивлением и защиту от перегрева, мы полностью разрушили зарубежные технологические монополии и достигли 100-процентной локализации, исключив риск возникновения проблем с основными компонентами», — сказал он. Шестилетний проект принес 47 патентов и 25 отраслевых стандартов.

За этим массивным оборудованием стоит исключительная точность. Ву отметил, что магниты термоядерного реактора должны надежно работать в течение полных 60 лет при температуре минус 268,95 °C в условиях высокого тока, интенсивного излучения и сильных механических нагрузок, что расширяет границы материаловедения.

В процессе термообработки ниобий-оловянных сверхпроводников отклонение температуры всего на несколько градусов может привести к резкому ухудшению характеристик, а поддержание равномерной температуры в печи, содержащей катушки размером более 10 метров, само по себе является передовым инженерным достижением.

Команда также снизила внутреннее сопротивление соединений до 0,04 наноом, что фактически означает нулевые потери при токах в диапазоне 100 килоампер, при этом образцы проводников выдержали более тысячи электромагнитных и термических циклов при температуре 4,2 Кельвина, при этом превосходя расчетные значения. «Речь идет не о прохождении одного цикла испытаний, а о сохранении надежности после многократных испытаний в экстремальных условиях. Мы создаем оборудование, которое должно прослужить 60 лет, и тщательность проверки сама по себе является наивысшим показателем надежности», — сказал Ву.

Группа разработчиков центральной соленоидной катушки, которой шесть лет назад была поставлена ​​двойная задача — повысить производительность и снизить затраты, — преодолела более 10 ключевых технологических препятствий, включая высокотоковые высокотемпературные сверхпроводящие проводники и защиту от гашения, снизив стоимость некогда непомерно дорогой высокотемпературной сверхпроводящей ленты с 400 юаней (56 долларов США) за метр до 100 юаней, устранив тем самым ключевое препятствие на пути к экономической целесообразности будущих устройств.

Эти прорывы активизировали всю цепочку развития отечественной термоядерной промышленности: множество ведущих предприятий взялись за сверхпроводящие материалы, специальные конструкционные компоненты, системную интеграцию и высокоточное производство, перейдя от «поставки для международных проектов» к самостоятельной разработке полных комплектов основного оборудования.

Прорывы в области магнитов основаны на десятилетиях накопленного опыта. Китайский экспериментальный сверхпроводящий токамак (EAST) установил мировой рекорд, поддерживая температуру плазмы на уровне 100 миллионов Кл в течение 1066 секунд в стационарном режиме высокого удержания, что стало результатом 22 раундов физических экспериментов и 160 000 раундов испытаний. Как ключевой участник проекта ITER, Китай взял на себя более 9 процентов разработки основных компонентов проекта, и вся поставленная продукция прошла международную оценку.

В соответствии с трехэтапной дорожной картой Китая по термоядерному синтезу, экспериментальный сверхпроводящий токамак с горящей плазмой планируется завершить к концу 2027 года, а начало выработки термоядерной энергии – примерно к 2030 году. За ним последует строительство Китайского демонстрационного реактора термоядерной инженерии, который должен стать первой в мире демонстрационной термоядерной электростанцией.

Цинь предупредил, что успешные испытания магнитов составляют около 80 процентов задачи, а полная сборка установки и долгосрочные эксплуатационные испытания в экстремальных условиях еще впереди. «Путь к коммерциализации термоядерной энергии еще долог, но каждый ключевой технологический прорыв сокращает расстояние между человечеством и конечной чистой энергией», — сказал он.