Ученые преодолели ключевое препятствие на пути к рентабельному термоядерному синтезу
Один из способов достижения термоядерного синтеза – соединения атомов с выделением большого количества энергии – нагрев изотопов водорода, дейтерия и трития, до чрезвычайно высоких температур. Плазму, возникающую в результате этого процесса, необходимо удерживать от соприкосновения со стенками реактора. Например, при помощи тороидальной установки, или токамака.
В токамаках плазма удерживается магнитным полем. В экспериментальных реакторах ученые разных стран достигают все больших успехов в управлении плазмой внутри этих бубликов с магнитными катушками. Однако для рентабельности всего процесса необходимо, чтобы средняя плотность плазмы была выше так называемого предела Гринвальда. При этом при приближении к этому значению возникает феномен снижения качества удержания и внезапной полной потери энергии плазмы.
В ходе экспериментов с токамаком DIII-D в Сан-Диего (США) ученые открыли новый метод достижения средней плотности плазм примерно на 20% выше предела Гринвальда. Этот эффект они наблюдали на протяжении 2,2 секунды.
Успех стал возможен благодаря созданию градиента плотности: в центре бублика плотность была выше, чем по краям. Это обеспечило нужную стабильность плазме.
Второе препятствие на пути к рентабельности – необходимость более эффективного удержания плазмы, чем стандартный «режим высокого удержания». Новый рабочий режим, который прежде не применяли другие команды исследователей, позволяет улучшить качество удержания энергии на 50%, https://www.scmp.com/news/china/science/article/3261167/nucl... SCMP.
«Рабочий режим, о котором мы сообщаем, поддерживает определенные критические требования в конструкции многих термоядерных реакторов по всему миру и открывает потенциальный путь к рабочей точке для производства экономически привлекательной термоядерной энергии», - говорится в статье, опубликованной журналом Nature.
Британский стартап https://hightech.plus/2024/04/05/startap-first-light-ispital... об успешном решении одной из ключевых проблем в инновационной технологии термоядерного синтеза «снарядным» методом. Компания испытала новый способ разгона снаряда для запуска реакции в капсуле с топливом.