Ученые рекордно разогрели плазму в сферическом токамаке

Российские ученые разогрели плазму в сферическом токамаке «Глобус-М2» до рекордной температуры, которая всего вдвое ниже, чем в будущем термоядерном реакторе ITER. Исследование важно для создания будущих термоядерных реакторов на базе сферомаков, которые будут дешевле и доступнее, чем обычные токамаки, сообщает пресс-служба Минобрнауки.

Токамак или тороидальная камера с магнитными катушками — это установка для магнитного удержания плазмы для достижения условий, которые необходимы для протекания управляемого термоядерного синтеза. В сферических токамаках отношение большого радиуса тора к малому близко к единице, что меньше, чем у обычных токамаков. Это позволяет лучше удерживать высокотемпературную плазму, а сами сферические токамаки имеют небольшие размеры. Но ученым необходимо решить ряд задач, прежде чем они смогут создавать термоядерные реакторы подобной конструкции. 

Сферический токамак «Глобус-М» был запущен в Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе РАН в 1999 году. Первичный нагрев водородной или дейтериевой плазмы ведется путем создания и увеличения тока, текущего в плазменном шнуре, при помощи центрального соленоида. Затем подключаются системы волнового нагрева и инжекции высокоэнергетичных нейтралов. В 2018 году установка была существенно модернизирована, получив обозначение «Глобус-М2».

Теперь ученым, работающим на токамаке, впервые удалось получить рекордно большое значение температуры плазмы среди отечественных установок подобного типа. Полученная температура ионов дейтерия составила 4 килоэлектронвольта при напряженности тороидального поля 0,9 Тесла и времени горения разряда 10-12 миллисекунд. Для сравнения — в проекте международного термоядерного реактора ITER предполагается достижение ионной температуры в 8 килоэлектронвольт. При этом объем плазмы в «Глобус-М2» в тысячу раз меньше, чем в ITER, а магнитное поле в пять раз слабее, хотя проектное время горения разряда гораздо больше. Тем не менее время горения разряда в «Глобус-М», достаточно большое для установки такого размера.

По словам заместителя руководителя «Глобус-М2» Владимира Минаева, полученные параметры плазмы согласуются с расчетными, предсказанными ранее для этой установки. При этом «Глобус-М2» почти достиг верхней границы по доступному магнитному полю. В будущем на установке будет разрабатываться новый токамак следующего поколения, который будет в 2–2,5 раз больше текущего по размерам. В нем можно будет получать более плотную и горячую плазму.Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.