Câu 1: Dự án Tokamak TRT của Nga, do Viện DV Efremov (NIIEFA) dẫn dắt, tập trung vào công nghệ gì để phát triển năng lượng nhiệt hạch?
A. Hệ thống điện từ (EMS) sử dụng dây siêu dẫn HTSC cho lò phản ứng tokamak.
B. Mô hình plasma lai với tritium từ niobium-tin.
C. Thiết bị làm mát heli cryogenic cho ITER.
D. Cuộn solenoid đường kính 2 mét từ yttrium oxide.
Giải thích:
Dự án TRT do NIIEFA (Rosatom) thiết kế, nhằm chuyển giao năng lượng nhiệt hạch qua tokamak tiên tiến với hệ thống EMS dựa trên dây HTSC. Đây là bước tiến công nghệ Nga, đặt tại Troitsk để nghiên cứu plasma-tritium, hướng tới vận hành 2030.
Vật liệu yttrium-barium copper oxide cho phép dây siêu dẫn hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ cryogenic, giảm kích thước lò phản ứng so với các dự án quốc tế. Thử nghiệm xác nhận khả năng chịu tải cao, mở đường cho sản xuất hàng loạt.
Đáp án đúng là: A. Hệ thống điện từ (EMS) sử dụng dây siêu dẫn HTSC cho lò phản ứng tokamak.
Câu 2: Vật liệu chính của dây siêu dẫn HTSC dài 5 mét trong thử nghiệm TRT là gì, và nó được bọc trong ma trận ổn định nào?
A. Niobium-titanium trong đồng cryogenic.
B. Yttrium-barium copper oxide trong thép không gỉ và đồng.
C. Niobium-tin với lớp cách điện heli.
D. Gốm barium oxide bọc argon lỏng.
Giải thích:
Dây HTSC gồm 240 dải yttrium-barium copper oxide – một loại gốm siêu dẫn – đặt trong ma trận ổn định đồng và bọc thép không gỉ, tạo tiết diện 26×26 mm. Thiết kế này hỗ trợ kênh làm mát cryogenic, cho phép xử lý dòng điện cao mà không mất năng lượng.
Kết quả thử nghiệm đạt 65 kA ở trường từ 18 Tesla, chứng minh độ bền cơ học và điện từ. Công nghệ này tối ưu hóa tokamak bằng cách giảm trọng lượng và tăng mật độ từ trường, vượt qua hạn chế của vật liệu truyền thống.
Đáp án đúng là: B. Yttrium-barium copper oxide trong thép không gỉ và đồng.
Câu 3: Trong thử nghiệm, dây HTSC cho TRT đã xử lý dòng điện bao nhiêu kA ở trường từ mạnh bao nhiêu Tesla, và chất làm lạnh sử dụng là gì?
A. 48 kA ở 13 T, sử dụng heli lỏng.
B. 100 kA ở 15 T, sử dụng argon.
C. 65 kA ở 18 T, sử dụng nitơ lỏng.
D. 50 kA ở 20 T, sử dụng oxy.
Giải thích:
Thử nghiệm trên bệ đo lường xác nhận dây xử lý 65 kA ở 18 Tesla bằng nitơ lỏng ở -196°C, kích hoạt trạng thái siêu dẫn mà không cần làm mát phức tạp. Điều này rút ngắn chu kỳ phát triển, với thiết kế tối đa 80 kA ở 20 T.
Kết quả đánh dấu NIIEFA là đơn vị Nga đầu tiên kiểm tra dây đầy đủ kích thước cho EMS tokamak. Công nghệ cryogenic đơn giản hóa quy trình, tăng tính khả thi thương mại cho lò phản ứng nhỏ gọn.
Đáp án đúng là: C. 65 kA ở 18 T, sử dụng nitơ lỏng.
Câu 4: Công nghệ HTSC của TRT vượt trội ITER ở khía cạnh nào về hiệu suất từ trường và nhiệt độ hoạt động?
A. Trường từ thấp hơn 8 T, hoạt động ở 4 K.
B. Dòng điện nhỏ hơn 48 kA, kích thước lớn 54 mm.
C. Trường từ lên 20 T, hoạt động ở 5-20 K.
D. Làm mát bằng niobium ở -269°C.
Giải thích:
HTSC của TRT chịu trường từ lên 20 Tesla và hoạt động ở 5-20 K, cao hơn ITER (8-13 T, 4.5 K), nhờ gốm yttrium thay niobium. Kích thước nhỏ 26×26 mm giảm chi phí và trọng lượng hệ thống EMS.
So sánh nhấn mạnh lợi thế Nga trong tokamak nhỏ gọn, tối ưu hóa mật độ plasma. Thử nghiệm xác nhận độ tin cậy dưới tải, hỗ trợ nghiên cứu tritium cho hệ thống lai, thúc đẩy năng lượng sạch bền vững.
Đáp án đúng là: C. Trường từ lên 20 T, hoạt động ở 5-20 K.
Câu 5: Kế hoạch phát triển dây HTSC cho solenoid trung tâm TRT của NIIEFA vào năm 2026-2027 bao gồm những mốc nào?
A. Thử nghiệm dây 5 m ở 10 T và mock-up cuộn 0.5 m.
B. Sản xuất hai dây 60 m và mock-up cuộn 1 m với 40 vòng hai lớp.
C. Xây dựng bệ đo 30 T và nghiên cứu plasma ở 30 K.
D. Tích hợp niobium cho EMS và vận hành thử 2028.
Giải thích:
Năm 2026, NIIEFA sản xuất hai dây dài trên 60 mét; năm 2027 tạo mock-up solenoid trung tâm đường kính 1 mét với 40 vòng quấn hai lớp, dùng hàng kilomet dây. Các mốc này hoàn tất giai đoạn phát triển, chuyển sang xây dựng tokamak.
Công nghệ HTSC đảm bảo EMS hiệu quả cho nghiên cứu plasma-tritium tại Troitsk, nhắm vận hành 2030. Thành tựu giảm rủi ro kỹ thuật, khẳng định vị thế Nga trong siêu dẫn nhiệt hạch toàn cầu.
Đáp án đúng là: B. Sản xuất hai dây 60 m và mock-up cuộn 1 m với 40 vòng hai lớp.
Minh Anh
Theo IE
