Новини науки

Американські дослідники заявили, що подолали одну з ключових перешкод на шляху до виробництва енергії шляхом ядерного синтезу. Дослідникам вдалося сформувати плазму підвищеної щільності й утримувати її в токамаку.

Реактор токамак – найпопулярніша установка для термоядерного синтезу – являє собою "пампушок", покритий усередині магнітами. Для таких реакторів існує обмеження – межа Грінвальда – це теоретична точка, за межами якої густину плазми не можна підвищити без того, щоб вона не покинула магніти і не пошкодила токамак.

Американські фізики оголосили про подолання межі Грінвальда в невеликому токамаку з радіусом 1,6 м. В експерименті дослідники використовували магніти і газоподібний дейтерій для утримання надгарячої плазми на 20% вище за цю межу без виходу плазми за межі реактора протягом 2,2 секунди.

У статті вчені описують стабільну плазму токамака із середньою лінійною густиною приблизно на 20% вищою за густину Грінвальда і якістю утримання енергії приблизно на 50% кращою, ніж у стандартному режимі високого обмеження. На думку вчених, це було реалізовано завдяки посиленому придушенню турбулентного переносу.

Експеримент ґрунтувався на поєднанні підходів, які самі по собі не були новими, але в поєднанні дали багатообіцяючі результати. По суті, фізики використовували вищу щільність у ядрі плазми, щоб збільшити вихідну потужність, а ближче до країв щільність опускалася нижче за межу Грінвальда, тим самим уникаючи виходу плазми за межі реактора. Газоподібний дейтерій вводився в плазму для охолодження реакцій у потрібних місцях.

Плазмова камера в експерименті істотно менша за проєктовані промислові реактори, тому в майбутніх експериментах вченим належить перевірити, чи вдасться масштабувати метод.