Физика

Доказана эффективность нового метода управляемого термоядерного синтеза

Dr. Eddie Dewald

Сотрудница Принстонской лаборатории физики плазмы Министерства энергетики США использовала высокоточное компьютерное моделирование для исследования практичности метода коаксиальной спиральной инжекции (КСИ). Оно показало, что КСИ может непрерывно производить ток в мощных токамаках и создавать стабильную термоядерную плазму. Статья исследовательницы опубликована в журнале Physics of Plasmas.

Термоядерный синтез представляет собой процесс «сплавления» легких элементов в более тяжелые с выделением огромного количества энергии. До сих пор ученые бьются над созданием стабильного процесса термоядерного синтеза, в ходе которого выделялось бы больше энергии, чем потреблялось. Исходные вещества в таких реакторах находятся в форме плазмы — горячего заряженного состояния материи, состоящего из свободных электронов и атомных ядер.

Препятствует проведению термоядерных реакций внутри токамаков то, что при импульсном нагреве происходит возникновение тока в плазме, который помогает создавать ограничивающие магнитные поля. Такие импульсы затрудняют устойчивое производство энергии в ходе синтеза. Для решения этой проблемы физики разработали метод, известный как переходная коаксиальная спиральная инжекция для создания не импульсного тока.

Метод КСИ заменяет соленоид — электромагнит, который индуцирует ток в современных токамаках. Этот метод основан на производстве критического тока с помощью создания плазмоидов — магнитных «пузырьков» — в плазме. Моделирование подтвердило, что инжекция плазмоидов может создать ток, который производит ограничивающие поля. Кроме того, было показало, что плазмоиды останутся неповрежденными даже при столкновении с нестабильностями в потоке плазмы.

В будущем ученые планируют имитировать запуск КСИ в максимально приближенных к реальности условиях. «Это немного сложнее, — отмечает Эбрахими. — Но прямо сейчас моделирование показывает, что КСИ — это надежный метод, который может быть использован в термоядерных установках по всему миру, поскольку в них начинают применяться более сильные магнитные поля».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.