Физики научились управлять стабильностью границы термоядерного шнура
Изображение: fusion.gat.com
Физики из США и Австралии научились управлять потенциально опасными тепловыми всплесками во внешних границах плазмы (ELM-нестабильностью) в токамаке (установка для магнитного удержания плазмы). Результаты своих исследований авторы опубликовали в двух статьях в журнале Physical Review Letters, а кратко с их содержанием можно ознакомиться на сайте Принстонской лаборатории физики плазмы.
Одной из самых важных проблем в современных токамаках является создание в них режима удержания плазменного шнура (так называемой H-моды). При переходе к такому режиму в плазме начинает проявляться активность мод, локализованных на краю плазменного шнура, — ELMs (Edge Localized Modes). Это приводит к увеличению давления, энергии и времени удержания плазмы, а также к разрушению дивертора термоядерной установки.
Дивертор принимает излучение и частицы от плазменного шнура и уводит их от плазмы, таким образом предотвращая ее остывание. В случае, если материал этого устройства начинает разрушаться и испаряться, возникает загрязнение плазмы, и стабильный режим удержания плазменного шнура оказывается нарушенным.
Для управления ELM-нестабильностью физики предложили использовать локализованные магнитные поля, которые бы подавляли распространение таких деформаций плазменного шнура до стенок токамака. Это происходит, как отметили ученые, вследствие возникающего при этом перераспределения энергии на периферии плазменного шнура.
В термоядерных реакторах происходят реакции синтеза тяжелых элементов из легких (например, гелия из изотопов водорода дейтерия и трития), в отличие от обычных реакторов, где проходят процессы распада тяжелых ядер на более легкие.
Самый крупный из существующих проект по управляемому термоядерному синтезу, ИТЭР, предполагает работу по принципу токамака. Установка строится на юге Франции в 60 километрах от Марселя, а ее стоимость превышает десять миллиардов долларов.
