Ученые во всем мире сейчас активно работают над тем, чтобы получить термоядерную энергию. На этом пути давно стоит одна давняя проблема. Ученые не могут надежно удерживать высокоэнергетические частицы внутри термоядерных реакторов. Эти альфа-частицы, которые необходимы для поддержания горячей плазмы, чтобы создать устойчивый термоядерный синтез, выходят через "дыры" в магнитном поле реактора, и таким образом синтез прекращается. Теперь же физики предложили способ решения этой проблемы.
Для создания термоядерного синтеза ученые используют реакторы типа стелларатор и токамак. Они удерживают плазму с помощью сильного магнитного поля. Стеллараторы имеют сложные магнитные катушки, создающее сильное магнитное поле для того, чтобы улавливать высокоэнергетические частицы.
Но у этих магнитных полей часто возникают невидимые "дыры", через которые улетают альфа-частицы. Выявление и исправление этих магнитных дефектов с использованием традиционных методов, основанных на законах Ньютона, требует больших вычислительных мощностей и времени. И это усложняет процесс проектирования термоядерных реакторов.
Авторы исследования говорят, что эта проблема с термоядерными реакторами сохранялась в течение почти 70 лет, но теперь у нее есть решение, которое позволяет ускорить проектирование стеллараторов и увеличить их эффективность.
Хотя новый метод был разработан для стеллараторов, его можно применить и для токамаков. В последних реакторах убегают электроны, которые могут пробить стенку токамака, если их не удерживать. Новая технология может помочь выявить слабые места в магнитных полях, потенциально повышая безопасность и долговечность реактора, говорят ученые.
Авторы исследования говорят, что применение их метода поможет приблизить создание коммерческих термоядерных электростанций, которые смогут обеспечить человечество огромным количеством безграничной энергии.