Ученые впервые сняли термоядерную плазму в цвете при миллионах градусов

Британской компании Tokamak Energy удалось совершить настоящий научно-технический прорыв: специалисты впервые зафиксировали высококачественное цветное видео процессов, происходящих внутри экспериментального реактора, где изучаются явления ядерного синтеза. Уникальные кадры позволили увидеть поведение плазмы — вещества, находящегося при температурах в десятки миллионов градусов Цельсия, — в момент, когда начинается цепочка термоядерных реакций.

С помощью сверхскоростной камеры, способной снимать до 16 тысяч кадров в секунду, исследователи получили беспрецедентно детальную визуализацию внутренней динамики плазмы. На записи отчётливо видно, как при впрыске дейтерия — ключевого топлива для запуска синтеза — возникает яркая розово-фиолетовая вспышка, напоминающая зарождение «заточенной звезды». Именно так учёные образно называют явление формирования плазменного шара внутри магнитного поля токамака.

После этого операторы ввели в реактор крошечные частицы лития — размером всего с песчинку. Сначала они сталкивались с более холодными внешними слоями плазмы и излучали мягкий красноватый свет. Однако по мере проникновения в более горячие внутренние зоны атомы лития ионизировались, превращаясь в Li⁺ и приобретая насыщенный зеленый оттенок. Эти цветовые изменения позволили исследователям визуально проследить движение и форму магнитных силовых линий, которые удерживают плазму в устойчивом состоянии внутри токамака.

Полученные видеоматериалы представляют огромную ценность для физиков-ядерщиков: они помогают лучше понять, как именно распределяются энергия и частицы в ходе термоядерных реакций. До сих пор наблюдать эти процессы в реальном времени было практически невозможно из-за экстремальных условий внутри установки — температуры превышают десятки миллионов градусов, а энергия плазмы может разрушить любую оптическую аппаратуру.

Проект реализуется в рамках масштабной программы модернизации установки ST40, стоимость которой оценивается в 52 миллиона долларов США. Финансирование обеспечивается совместно Министерством энергетики США и британским департаментом по вопросам энергетического перехода и нулевых выбросов углерода.

По словам представителей Tokamak Energy, новые съёмки открывают путь к созданию эффективных систем визуального контроля и диагностики плазмы, что станет важным шагом на пути к разработке устойчивых термоядерных источников энергии будущего.

Читайте также: