Интересен експеримент в полето на ядрената енергетика бележи важен етап, след като в рамките на мащабния международен проект ITER (Международен термоядрен експериментален реактор) успешно завършиха изпитанията на една от най-масивните свръхпроводящи магнитни намотки в света. Става въпрос за внушителната тороидална полева бобина с номер 17, чието тегло достигна изумнителните 330 тона. Съоръжението беше подложено на изключителни температурни и електрически натоварвания, като бе охладено до абсолютната нула минус 269 градуса по Целзий или 4 келвина и захранвано с работен ток от 34 хиляди ампера. Това изпитание представлява ключова стъпка преди окончателния монтаж на реактора, когато всяка грешка би била фатална за целия многомилиарден проект.
Използваният в тестовете ток от 34 килоампера всъщност представлява едва половината от проектния максимален капацитет, който в реални условия ще достигне 68 килоампера. Инженерите са изправени пред предизвикателство без аналог в историята на науката, тъй като подобни устройства никога досега не са функционирали при толкова екстремни параметри. Поведението на свръхпроводящите материали, възникващите структурни деформации, устойчивостта на контактите и реакцията при евентуално частично нагряване досега са били анализирани единствено чрез компютърни симулации. След като реакторът бъде окончателно сглобен в подземната шахта, корекции няма да бъдат възможни и успехът ще се превърне в единствена възможност пред изследователите.
За провеждането на тези прецизни оценки се използва специализираната криогенна инсталация Magnet Cold Test Facility, която позволява изолирано тестване на отделните компоненти преди тяхното интегриране. Благодарение на съоръжението експертите успяха да измерят реалното изместване и деформация на 330-тонната конструкция под въздействието на гигантски електромагнитни сили, сравнявайки ги с предварителните математически модели. Преди тази фаза на същата тестова площадка бе подложена бобина номер 7 при по-ниски параметри от 10 килоампера, което позволи на екипите да калибрират системите за ранно откриване на свръхпроводимо гасене и да проверят съпротивлението на електрическите връзки.
Самият процес по подготовка и изпитване на бобина номер 17 приключи в края на октомври, след което тя бе преместена в склад в очакване на своето място в общата конструкция. Архитектурата на реактора предвижда използването на общо 18 гигантски тороидални елемента, шест полоидални намотки и централен соленоид, чието магнитно поле притежава достатъчна сила да задържи цял самолетоносач. Производството на тези уникални компоненти е разпределено между различни държави по света, като например централният соленоид е изработен в Съединените щати, докато една от най-големите полоидални намотки идва от Русия.
Планът занапред предвижда използването на резервната тороидална бобина номер 19 като следващ обект за екстремни изпитания. Нейното охлаждане до 4 келвина е насрочено за пролетта на 2027 година, като първоначално тя ще бъде тествана при същия ток от 34 килоампера, а впоследствие и при пълно натоварване от 64 килоампера. Това ще позволи на инженерите да проверят надеждността на високоволтовата изолация и да оценят рисковете от механични деформации при работа в свръхсилни магнитни полета, заради което компонентът ще получи и допълнителна подсилваща рамка. Освен стандартните процедури, тази резервна намотка ще премине и през нарочни термални стрес тестове с цел да се открият абсолютните граници на сигурност на свръхпроводимостта.
Въпреки напредъка в тестовете, мащабният международен проект смущава инвеститорите със сериозни закъснения спрямо първоначалния график. Първоначалните планове предвиждаха старт на научната експлоатация още през 2024 година и първо производство на плазма през 2025 година, но тези срокове бяха изтласкани към 2034 година. Натрупването на технологични затруднения, пандемичните ограничения, забавянията в логистичните вериги и необходимостта от отстраняване на сериозни дефекти във вакуумната камера и топлинните щитове принудиха ръководството да прекрои сроковете.
Първоначалните експерименти на площадката ще стартират с по-обикновена водородна и деутериева плазма, което представлява по-предпазлив подход в сравнение с първоначалните амбиции. Според актуалните разчети достигането на пълен проектен плазмен ток от 15 мегаампера е заложено за 2036 година, докато истинският пробив с деутериево-тритиева смес е планиран за 2039 година. Тогава реакторът трябва да демонстрира термоядрена мощност от 500 мегавата при входящо плазмено нагряване от 50 мегавата, което ще осигури желания коефициент на енергийна ефективност от десет пъти над вложената енергия, макар и с четиригодишно закъснение спрямо първоначалните прогнози.