Prąd z fuzji już w 2030 roku. W Hefei stoi magnes o wadze 582 ton

Fuzja jądrowa ma jedną datę, którą wszyscy w branży znają na pamięć: „za trzydzieści lat". Powtarza się od pół wieku. Instytut Fizyki Plazmy w Hefei podał w tym roku datę znacznie bliższą — 2030 — i, co ważniejsze, podał ją razem z listą podzespołów, które już fizycznie istnieją.

Urządzenie nazywa się BEST, od Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak. Buduje je Instytut Fizyki Plazmy przy hefeiskim oddziale Chińskiej Akademii Nauk — ten sam zespół, który od kilkunastu lat prowadzi eksperymentalny tokamak EAST. BEST ma być gotowy do końca 2027 roku, a około 2030 wyprodukować pierwszą kilowatogodzinę prądu z reakcji syntezy.

Magnes, którego nikt wcześniej nie zbudował

27 czerwca 2026 roku instytut odebrał dwa magnesy nadprzewodzące. Pierwszy to magnes pola toroidalnego — element, który zamyka rozgrzaną do stu milionów stopni plazmę w pierścieniu i nie pozwala jej dotknąć ścian komory. Ma 21 metrów długości, 12 metrów szerokości i 3,3 metra wysokości. Waży 582 tony.

Dla porównania podano jego stosunek do odpowiednika z międzynarodowego reaktora ITER, budowanego we Francji: magnes z Hefei ma 1,3 raza większą objętość i magazynuje trzy razy więcej energii. To obecnie największy magnes nadprzewodzący zbudowany dla urządzenia fuzyjnego na świecie.

Warto tu być dokładnym, bo w doniesieniach oba magnesy zlewają się w jedno. Baner w hali, w której stanął gotowy magnes toroidalny, podaje nazwę programu CRAFT — to hefeiskie zaplecze badawcze, w którym opracowuje się i testuje pojedyncze podzespoły przyszłych reaktorów. Magnes jest więc egzemplarzem dowodowym technologii, nie elementem wstawionym już w BEST.

Drugi magnes to centralny solenoid z nadprzewodnika wysokotemperaturowego — cewka, która indukuje i podtrzymuje prąd płynący w plazmie oraz na bieżąco reguluje jej kształt. Ten opisywany jest wprost jako część kompaktowego urządzenia eksperymentalnego, czyli BEST-a. W testach osiągnął prąd 60 kA przy wartości znamionowej 46,5 kA, energię zmagazynowaną 6,03 MJ i tempo zmiany pola 5,1 tesli na sekundę.

Instytut podkreśla przy obu magnesach jedną rzecz: technologie w nich użyte są w 100 procentach krajowe. W tym programie to zdanie ma osobne znaczenie, bo nadprzewodniki i magnesy dużej skali były przez lata kupowane za granicą.

Co BEST ma właściwie udowodnić

Po uruchomieniu urządzenie ma prowadzić eksperymenty z plazmą deuterowo-trytową — czyli z paliwem, które faktycznie się pali, a nie tylko podgrzewa. Zakładana moc fuzji to od 20 do 200 megawatów. Cel sformułowano wprost: więcej energii na wyjściu niż na wejściu, a następnie demonstracja wytwarzania prądu.

Ten drugi punkt odróżnia BEST od wszystkiego, co dotąd zbudowano. Rekord dodatniego bilansu energetycznego należy do amerykańskiego National Ignition Facility, gdzie w 2022 roku po raz pierwszy uzyskano zapłon, ale tam paliwo podpalają lasery i o produkcji prądu nie ma mowy. Żaden tokamak na świecie nie wyprodukował dotąd ani jednej kilowatogodziny netto.

Wybrano drogę nazywaną kompaktową, wysokopolową: mniejsza komora, ale znacznie silniejsze pole magnetyczne. Ta sama filozofia stoi za projektami amerykańskiego Commonwealth Fusion Systems. Mniejsze urządzenie buduje się szybciej i taniej, ale wymaga magnesów pracujących na granicy możliwości materiałów — stąd waga tego, co odebrano w czerwcu.

EAST: 1066 sekund i limit, który miał być nieprzekraczalny

Harmonogram BEST-a najłatwiej ocenić po tym, co ten sam zespół zrobił już na starszym urządzeniu. 20 stycznia 2025 roku tokamak EAST utrzymał plazmę w trybie wysokiego uwięzienia przez 1066 sekund, czyli prawie 18 minut. Poprzedni rekord świata, ustanowiony na tym samym urządzeniu w 2023 roku, wynosił 403 sekundy. Skok wziął się głównie z podwojenia mocy układów grzewczych.

Na początku 2026 roku instytut ogłosił wynik trudniejszy do opowiedzenia, ale dla fizyków ciekawszy. Plazmy w tokamaku nie da się zagęszczać dowolnie — powyżej pewnej gęstości, opisanej wzorem Greenwalda, wyładowanie się rozpada. Limit uważano za nieprzekraczalny. Zespół z Hefei ogłosił w styczniu, że znalazł sposób jego obejścia: przy utrzymaniu odpowiednio niskiej temperatury plazmy przy ścianie komory limit przestaje obowiązywać, a w eksperymentach na EAST udało się przekroczyć wartość Greenwalda o 30 procent.

Ma to bezpośrednie znaczenie praktyczne, bo moc reakcji rośnie z kwadratem gęstości plazmy. Reaktor, który wolno napełnić gęściej, przy tej samej objętości daje więcej energii.

Miasto fuzyjne i pytanie o pieniądze

Wokół budowy powstaje osobna strefa: w powiecie Changfeng na obrzeżach Hefei planowane jest „miasto fuzyjne" z częścią badawczą, przemysłową i mieszkaniową. Zapowiedź złożono na styczniowej konferencji poświęconej technologiom i przemysłowi fuzyjnemu, zorganizowanej w Anhui. Miejscowa giełda zareagowała po czerwcowym komunikacie tak, jak reaguje zwykle — wzrostami kilkunastu spółek nazwanych „koncepcyjnymi", z czego część nie ma z fuzją nic wspólnego poza dostawami stali.

Warto więc rozdzielić dwie rzeczy. Odbiór magnesu to fakt sprawdzalny: element przeszedł testy przy pełnych parametrach roboczych. Data 2030 to zapowiedź instytutu, a nie wynik pomiaru — i w historii fuzji zapowiedzi tego rodzaju przesuwały się regularnie. Różnica polega na tym, że tym razem harmonogram opiera się na urządzeniu, które stoi już w budowie, i na komponentach, które istnieją i zostały zważone.

Źródła: Xinhua, Instytut Fizyki Materii w Hefei, CAS, Chińska Akademia Nauk, Guanchazhe, Guangming Ribao.