На европейском токамаке JET нашли способ использования неона для повышения эффективности термоядерной реакции

Команда исследователей, работающих на Объединённом Европейском Токамаке (Joint European Torus, JET), предложила новый способ повышения производительности термоядерной реакции, который, возможно, будет использован и в сооружаемом во Франции Международном термоядерным экспериментальным реактором (ИТЭР), который также устроен по принципу токамака.

Токамак JET расположен в исследовательском центре Управления Великобритании по атомной энергии (UK Atomic Energy Authority) в английском Калэме недалеко от Оксфорда. В этом проекте участвуют учёные из 28 стран, объединённые в консорциум EUROfusion, который финансируется управлением по термоядерной энергетике Европейского Агентства по атомной энергии (Евратом).

Одна из проблем, с которыми приходится справляться в работе токамаков, это необходимость обеспечения высокой чистоты плазмы (включая необходимость удаления продуктов термоядерной реакции), а также необходимость контроля температуры плазы и отвод тепловой энергии, получаемой в ходе реакции. Для решения этих задач используется система под названием «дивертор»; однако из-за чрезвычайно высоких температур внутри реактора срок службы дивертора очень недолговечен и необходимость остановки реактора для его замены снижает производительность реактора.

Для решения этой проблемы ранее практиковалось добавление в дейтериево-тритиевую плазму небольшой примеси азота, что позволяет распределить отводимое тепло по более широкой поверхности дивертора и тем самым снизить тепловую нагрузку. Недостатком этого приёма является то, что при высоких температурах азот способен реагировать с водородом (изотопами которого и являются дейтерий и тритий, используемые как топливо для термоядерной реакции) с образованием аммиака (точнее, даже «тяжёлого» аммиака, в котором один или несколько атомов водорода заменены дейтерием или тритием), который является дополнительной вредной примесью и требуются дополнительные усилия по его удалению.

Учёные JET предложили для этих целей вместо азота использовать инертный газ неон, которой, как известно, является одним из нескольких элементов, вообще не способных к какой-либо химической активности; и поэтому не генерирует излишние вредные примеси. Такой вариант предлагался и раньше, но на практике не использовался, т.к. эффективность использования неона в данном случае была значительно выше, чем у азота. Однако благодаря достигнутым дополнительным возможностям по увеличению нагрева плазы оказалось, что неон может использоваться не менее эффективно.

Как отмечает издание World Nuclear News, результаты, полученные в ходе экспериментов на JET, будут впоследствии использованы в исследованиях на ИТЭР после его ввода в эксплуатацию.