Все новости

На термоядерном реакторе нового поколения успешно разогрели плазму

Новая установка в несколько раз превосходит токамаки предыдущих поколений, отмечают физики

ТАСС, 31 марта. Российские физики провели первые эксперименты по разогреву плазмы на недавно построенном токамаке "Глобус-М2". Они указали, что эта установка в несколько раз превосходит по эффективности прототипы термоядерных реакторов прошлого поколения, пишет пресс-служба Российского научного фонда. Описание экспериментов опубликовал научный журнал Nuclear Fusion.

"По сравнению с установкой предыдущего поколения, токамаком "Глобус-М", температура плазмы возросла вчетверо, а эффективность удержания – втрое. Как результат - десятикратное увеличение так называемого тройного произведения, основного критерия эффективности термоядерного реактора. При этом вывод установки на максимальные параметры еще предстоит осуществить в ближайшие годы", – рассказал один из участников работы, научный сотрудник Физико-технического института РАН Глеб Курскиев.

За последние полвека физики разработали несколько разных подходов к созданию термоядерных реакторов. Наиболее перспективными считаются два их типа – токамаки и стеллараторы. Они опираются на схожие принципы работы: плазма, разогретая до сверхвысоких температур, удерживается внутри реактора не физически, а с помощью магнитных полей.

Токамаки и стеллараторы отличаются друг от друга характером работы этих магнитных ловушек. В токамаках они удерживают материю за счет того, что через плазму проходит электрический ток, который заставляет ее сжиматься в узкий шнур в присутствии сильных магнитных полей. В стеллараторах раскаленную материю удерживают исключительно магнитные катушки, из-за чего она похожа по форме на "мятый бублик".

Курскиев и его коллеги уже много лет работают над улучшением конструкции токамаков. Они изучают, как внутри них распределяется тепло, а также как на ее поведение влияют различные параметры работы установок, в том числе свойства магнитных полей, которые удерживают плазму внутри реактора.

Эксперименты ученые проводят на так называемых сферических токамаках – компактных термоядерных реакторах, в которых кольцо плазмы сжато до такой степени, что начинает напоминать по форме шар. Одна из первых в мире установок такого рода, "Глобус-М", была построена в ФТИ РАН еще в конце прошлого века. Два года назад физики закончили его модернизацию и начали проводить эксперименты на обновленной версии токамака, "Глобус-М2".

Недавно ученые завершили опыты по разогреву смеси из атомов тяжелых изотопов водорода, трития и дейтерия до температур, при которых она превращается в плазму, способную вступать в термоядерные реакции и вырабатывать энергию. Эти опыты показали, что обновление токамака повысило эффективность его работы почти на порядок.

"Эксперименты показали, что в "Глобус-М2" устойчивость плазмы выше, возрастают давление и эффективность использования магнитного поля. Благодаря этому растет экономическая производительность реактора. Исследования плазмы на "Глобус-М2" проводятся при температуре выше 10 млн градусов. В этих условиях мы получили рекордную для компактных сферических токамаков плотность плазмы", – подытожил Курскиев.