Физики из Висконсинского университета в Мэдисоне сообщили о значительном успехе — им удалось значительно повысить плотность плазмы в термоядерном реакторе типа токамак. Раньше это считалось невозможным из-за ограничений, но теперь они превзошли этот порог примерно в 10 раз, что также увеличивает выход энергии в результате контролируемой термоядерной реакции.
Учёные из Висконсина провели исследование на университетском реакторе Madison Symmetric Torus (MST). Эта установка отличается от классического токамака особенностями управления и конструкции и, возможно, больше похожа на стеллараторы, чем на токамаки. Правильное название этого типа токамака — пинч с обратным полем (Reversed Field Pinch). Изначально установка RFP обеспечивает более высокую плотность плазмы по сравнению с традиционными токамаками, но суть открытия от этого не меняется. Исследователям удалось повысить плотность плазмы в десять раз внутри рабочей камеры, и они могут помочь распространить этот метод на другие типы токамаков.
Предельная плотность плазмы в камере токамака называется границей Гринвальда. Этот показатель был определён эмпирически и не полностью обоснован теорией. Исследователи из Висконсина считают, что успех их работы связан с двумя аспектами: специфической конструкцией токамака MST (в первую очередь, более толстыми стенками камеры, стабилизирующими магнитные поля в рабочей области), а также особым источником питания, позволяющим осуществлять регулировку на основе обратной связи (что также имеет решающее значение для стабильности).
Исследователи отмечают, что максимальная плотность, вероятно, определяется аппаратными ограничениями, а не нестабильностью плазмы. Похоже, что две ключевые особенности токамака MST сыграли ключевую роль в этом открытии, которую ещё предстоит изучить и объяснить.
Учёные задаются вопросом, почему MST способен преодолевать порог Гринвальда и насколько эта способность может быть распространена на более мощные устройства (Physical Review Letters). Ответы на эти вопросы, вероятно, приблизят тот момент, когда на Земле появится «искусственное солнце». Было бы хорошо, если бы учёные понимали, почему и как это происходит без предположений и пробелов в теории и на практике.
По материалам:
3dnews
