Впервые ученые провели эксперимент по ядерному синтезу, используя постоянные магниты - технику, которая может продемонстрировать простой способ создания будущих устройств по более низкой стоимости и позволит исследователям проверять новые концепции для будущих электростанций на ядерном синтезе.
Исследователи из Принстонской лаборатории плазменной физики (PPPL) Департамента энергетики США (DOE) объединили десятилетия опыта в области инженерии, вычислений и теоретической физики, чтобы разработать новый тип стелларатора - устройства, которое удерживает плазму.
«Использование постоянных магнитов - это совершенно новый способ проектирования стеллараторов», — сказал Тони Цянь, аспирант Принстонской программы по плазменной физике. «Эта техника позволяет нам быстро тестировать новые идеи по удержанию плазмы и легко строить новые устройства».
Стеллараторы обычно полагаются на сложные электромагниты, которые имеют сложные формы и создают свои магнитные поля за счет потока электричества. Эти электромагниты должны быть точно изготовлены с очень малым запасом погрешности, что увеличивает их стоимость.
Однако постоянные магниты, такие как магниты, удерживающие картинки на дверях холодильников, не нуждаются в электрических токах для создания своих полей. Их также можно заказать на складе промышленных поставщиков, а затем встроить в 3D-напечатанную оболочку вокруг вакуумного сосуда устройства, который удерживает плазму.
«MUSE в основном собран из коммерчески доступных деталей», — сказал Майкл Зарнсторф, старший исследователь-физик в PPPL и главный исследователь проекта.
Первоначальное понимание того, что постоянные магниты могут быть основой для нового, более доступного вида стелларатора, пришло к Зарнсторфу в 2014 году.
«Я понял, что даже если они будут расположены рядом с другими магнитами, редкоземельные постоянные магниты могут создавать и поддерживать магнитные поля, необходимые для удержания плазмы, чтобы могли происходить ядерные реакции синтеза», — сказал Зарнсторф, — и именно это свойство делает эту технику работающей».