27 декабря 2019

Новосибирские физики экспериментально доказали перспективность открытых магнитных систем для управляемого термоядерного синтеза

Ученые Института ядерной физики им.Г.И.Будкера (ИЯФ) экспериментально подтвердили возможность создания установок управляемого термоядерного синтеза на основе открытой газодинамической ловушки, сообщил замдиректора ИЯФ Александр Иванов журналистам в пятницу.

"Эксперименты позволили нам оптимизировать параметры положения стенки, магнитного поля так, что выяснилось: потери энергии из плазмы можно уменьшить до приемлемого уровня", - сказал он.

Он отметил, что основной проблемой систем удержания плазмы в открытых ловушках является то, что плазма, двигаясь вдоль линий магнитного поля, может соприкасаться со стенкой ловушки. Это приводит к большим потерям энергии, поскольку плазма имеет температуру масштаба миллионов, десятков миллионов и даже миллиардов градусов и при этом контактирует со стенкой, имеющей комнатную температуру.

В результате эксперимента выяснилось, что достаточно расположить стенку на расстоянии от области удержания плазмы, большем некоторого критического, которое и было установлено в эксперименте. По словам Иванова, это расстояние составляет несколько метров, а длина всего реактора в этом случае составит несколько десятков метров.

"Эти работы очень важны для нашего большого будущего проекта - установки ГДМЛ (газодинамической многопробочной ловушки - ИФ), которую мы собираемся построить здесь в ИЯФ, которая будет иметь параметры, близкие к термоядерным. В плазме этой ловушки будут реально протекать реакции термоядерные. Будем надеяться, что эта ловушка послужит прототипом будущих энергетических станций на основе этого подхода", - сказал Иванов.

При этом, сказал он, основным параметром прототипов термоядерных установок является коэффициент усиления, то есть отношение энергии, выделяемой при термоядерном синтезе к вводимой в плазму энергии.

"На этой установке мы должны будем продемонстрировать условия в плазме, которая соответствует коэффициенту усиления "единица". На данный момент это величина - несколько процентов", - сказал он.

Таким образом, предполагается, что термоядерный "протореактор" будет выдавать столько же энергии, сколько в него будет подаваться на входе.

Как сообщалось, ранее ученые ИЯФ предложили использовать газодинамическую ловушку для создания гибридных реакторов, использующих торий вместо урана, а также реакторов, перерабатывающих ядерные отходы АЭС.

Использовать для удержания плазмы открытые, то есть незамкнутые магнитные ловушки для плазмы при проведении управляемой термоядерной реакции предложил еще в 1950-е гг. основатель ИЯФ Гирш Будкер. Устройство получило название "пробкотрон Будкера", оно является альтернативой "токамаку", в котором в котором плазма удерживается электрическим полем в камере, имеющей форму тора.