Произведенные Топливной компанией Росатома «ТВЭЛ» сверхпроводники успешно прошли испытания в CERN

В Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN, Швейцария) успешно завершились приемочные испытания российских ниобий-оловянных сверхпроводников, изготовленных в рамках программы по разработке сверхпроводников для проекта Кольцевого коллайдера будущего (Future Circular Collider, FCC), который должен прийти на смену Большому андронному коллайдеру.

Конструкция сверхпроводящих стрендов и технология их изготовления разработаны в московском ВНИИНМ им. А.А. Бочвара, квалификационная партия проводов общей длиной 50 км была выпущена на Чепецком механическом заводе в городе Глазов в Удмуртии (оба предприятия входят в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ»). Работы были выполнены в рамках соглашения между CERN и АО «ТВЭЛ», и по итогам успешных испытаний продукции АО «ТВЭЛ» квалифицировано как поставщик сверхпроводников для программ разработки высокополевых магнитов ускорителей частиц.

Высокие технические характеристики провода полностью соответствуют спецификации CERN. Специалисты CERN также изготовил кабель резерфордовского типа из проводов, поставленных АО «ТВЭЛ». В ходе испытаний достигнуты рекордные показатели для российских технологий сверхпроводимости, такие как плотность критического тока в электромагнитном поле, коэффициент остаточного электросопротивления, эффективный диаметр провода.

В отличие от сверхпроводников, созданных ранее для международного термоядерного реактора ITER, стренды для проекта FCC были получены методом внутреннего источника олова. Это позволило изготовить провод со значительно более высоким значением плотности критического тока, что является необходимым условием для создания современных магнитных систем ускорителей и установок физики высоких энергий.

«Ученые и инженеры Топливного дивизиона Росатома в очередной раз продемонстрировали высокий класс в области сверхпроводимости, сумев в сжатые сроки создать технологию и изготовить продукцию с характеристиками, соответствующими передовому мировому уровню. Мы гордимся тем, что сверхпроводники нашего производства сделают возможным реализацию крупнейших российских и международных научны проектов в области физики высоких энергий и термоядерного синтеза, таких как FCC, ITER, NICA и FAIR. Помимо ниобий-оловянных проводов, мы также ведем разработки ниобий-титановых проводов по требованиям «Коллайдера будущего» и особо чистого резонаторного ниобия, который понадобится для изготовления ускорительных систем коллайдера», - отметила президент АО «ТВЭЛ» Наталья Никипелова.

Магнитная система – один из ключевых элементов «Коллайдера будущего». Колоссальные размеры FCC (длина окружности - около 100 километров) потребует поставки значительного объема сверхпроводящих стрендов, который может быть произведен только совместными усилиями государств, обладающих такой технологией (по оценкам специалистов, потребности FCC в сверхпроводниках в разы могут превысить существующие производственные мощности по ниобий-оловянному стренду в мире).

FCC, который предлагается построить в Швейцарии в начале 2040-х годов, является ключевым международным проектом научного сообщества, который должен помочь ученым вывести на новый уровень фундаментальные исследования в области физики элементарных частиц. В частности, помочь понять природу темной материи, возникновение асимметрии вещества и антивещества в наблюдаемой Вселенной, а также в других вопросах за рамками так называемой Стандартной модели современной физики.

Прикладная сверхпроводимость – одно из стратегических направлений развития неядерных технологий в Топливной компании ТВЭЛ. Помимо проектов фундаментальной науки, низкотемпературные сверхпроводящие материалы (СПМ) незаменимы при создании современной медицинской техники (магнитно-резонансных томографов), а также в аналитическом оборудовании высокого и сверхвысокого разрешения, таких как ЯМР-спектрометры. Ключевой приоритетной задачей в рамках развития технологий сверхпроводимости является разработка высокотемпературных СПМ, применение которых позволит значительно улучшить эксплуатационные характеристики традиционных электротехнических устройств и устройств электроэнергетики.