У магнитных ловушек для термоядерных реакторов повысили эффективность

RAL Space/STFC/UKRI

Исследователи из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН провели теоретические расчеты и выяснили, что энергетические потери при использовании новых магнитных ловушек могут быть снижены до уровней, приемлемых для использования в термоядерных реакторах. Информация об этом была опубликована в материалах конференции Американского института физики (AIP).

Физики со всего мира бьются над улучшением существующих магнитных ловушек для удержания плазмы внутри термоядерного реактора. Ученые стараются создать реактор открытого типа, который работает на топливе, не содержащем радиоактивный тритий. Для достижения этой цели в ИЯФ СО РАН создали Инфраструктурный комплекс разработки новых технологий удержания термоядерной плазмы — газодинамическую многопробочную ловушку (ГДМЛ).

«В последние несколько лет в области создания магнитных ловушек открытого типа наметился значительный прогресс. Параметры удерживаемой плазмы улучшились, и теперь ловушки могут стать основой установок термоядерного класса следующего поколения, — рассказывает заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН Петр Багрянский.

— Наши коллеги–теоретики решили очень сложную задачу и представили расчеты энергии, которая выносится из открытой ловушки вдоль магнитного поля одной электрон-ионной парой. Оказалось, что энергетические потери невелики, если выполняется одно условие — приемник плазмы должен быть расположен на расстоянии, большем расчетного критического. Теперь мы напрямую измерили эту величину».

Эксперимент по измерению величины энергии, выносимой из открытой ловушки одной электрон-ионной парой, был проведен на установке ГДЛ ИЯФ СО РАН. В установке температура электронов достигла 200 эВ при инжекции атомарных пучков и до 900 эВ при использовании ЭЦР-нагрева.

Созданная учеными система состояла из трех зондов: ионного, плоского зондов и болометра, которые двигались от приемника плазмы до пробки. Ионный зонд проводил измерение потока ионов, плоский зонд измерял коэффициент вторичной электронной эмиссии, а болометр — энергию всех падающих на него частиц. Теперь ученые намерены создать на основе новой методики полноценную систему диагностики из двадцати одной «тройки» таких зондов. Это позволит проводить мониторинг потерь энергии на всей поверхности плазмоприемника и отслеживать ее изменения в динамике.