НОВОСИБИРСК, 27 декабря. /ТАСС/. Ученые Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН рассчитали, как стабилизировать один из самых опасных видов неустойчивостей плазмы - баллонную. В будущем это позволит многократно повысить выход термоядерной реакции и приблизить создание термоядерной энергетики, сообщили в пресс-службе института во вторник.
Разработки в области термоядерного синтеза, который ученые и представители бизнеса называют одним из "ключевых факторов энергетической стабильности" будущего, проводятся в ряде ведущих стран мира. Наиболее заметной из них стал проект ИТЭР, реализуемый совместно Россией, Китаем, Евросоюзом, Индией, Японией, Республикой Корея и США. Одна из задач управляемого термоядерного синтеза - достижение в различных видах магнитных ловушек, которые удерживают плазму параметра бета, равного единице. Он определяет отношение давления плазмы к давлению магнитного поля. Мешает этому различные неустойчивости, которые развиваются в плазме даже при параметре бета, равном нулю.
"Нам хочется получить параметр бета как можно ближе к единице. В этом случае мы сможем увеличивать плотность и температуру плазмы, а значит повышать выход термоядерной реакции. Есть много причин, почему бета меньше единицы - все это разного рода неустойчивости, колебания. Сейчас мы занимаемся баллонной неустойчивостью - это один из видов магнитогидродинамических (МГД) неустойчивостей, которые на данный момент являются самыми опасными, так как быстро развиваются и имеют грубые последствия", - приводит пресс-служба слова главного научного сотрудника ИЯФ СО РАН, доктора физико-математических наук Игоря Котельникова.
Как пояснили в пресс-службе, баллонная неустойчивость "похожа на пузырь, который появляется при накачивании велосипедной камеры в той области, где резина тоньше". Последние расчеты новосибирских ученых показали, как ее можно подавить. "Мы вывели уравнение, которое позволяет находить условия устойчивости, <…> и разработали программу, которая позволила просчитать различные способы стабилизации неустойчивости для разных профилей давления, разных профилей магнитного поля, в зависимости от величины зазора между плазмой и проводящей стенкой, а также формы проводящей стенки. Перебор этого большого количества вариантов позволил найти условия, когда можно стабилизировать баллонную неустойчивость при всех бета от ноля до единицы", - цитирует пресс-служба Котельникова.
Результаты опубликованы в журнале Nuclear Fusion. Следующим этапом для ученых станет проверка расчетов в ходе эксперимента. Как добавили в пресс-службе, наиболее амбициозная цель научных исследований ИЯФ СО РАН в направлении управляемого термоядерного синтеза - создание инфраструктурного комплекса разработки новых технологий удержания термоядерной плазмы ГДМЛ (газодинамическая магнитная ловушка). Планируется, что ГДМЛ продемонстрирует возможность проектирования компактного, экономически и экологически привлекательного термоядерного реактора на основе магнитных ловушек открытого типа.