Группа российских ученых из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) совершила прорыв в проектировании крупнейшего термоядерного реактора. Об этом ТАСС рассказал Владимир Рожанский, заведующий научной лабораторией «Теория и моделирование плазмы токамаков» СПбПУ.
Впервые в истории проекта ИТЭР петербургские физики провели комплексные расчеты взаимодействия раскаленной плазмы со стенками реактора. Результаты исследования оказались настолько значимыми, что руководство проекта приняло решение заменить бериллиевые стенки на вольфрамовые.
Международный термоядерный реактор представляет собой сложнейшую конструкцию — токамак, где магнитное поле удерживает плазму, разогретую до температуры свыше 100 миллионов градусов. При этом у стенок температура достигает 10 тысяч градусов, создавая колоссальную нагрузку на материалы конструкции.
Российские специалисты разработали инновационный математический метод расширенных сеток.
«Мы разделили расчетную область на множество ячеек, которые теперь могут располагаться произвольно относительно магнитного поля. Раньше такой подход был невозможен», — пояснил Владимир Рожанский.
Вычисления проводились на суперкомпьютерах СПбПУ и проекта ИТЭР. Каждый расчет требовал месяца непрерывной работы вычислительных систем. Полученные данные позволили точно смоделировать поведение плазмы с учетом всех технологических особенностей реактора — выемок, выступов и размещенного оборудования.
По словам Рожанского, первоначальный выбор бериллия для стенок токамака пересмотрели из-за вопросов радиационной безопасности и экономической целесообразности. Расчеты петербургских физиков подтвердили надежность вольфрама как альтернативного материала.