Учёные из Петербурга нашли способ сделать термоядерные реакторы безопаснее

Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета впервые в мире экспериментально обнаружили и точно определили, где именно внутри термоядерной установки возникают опасные колебания плазмы (Альфвеновские волны). Это открытие — ключевой шаг к управлению этими процессами, что необходимо для создания надёжных и безопасных термоядерных электростанций будущего.


Эксперимент был осуществлен на сферическом токамаке «Глобус-М2», расположенном в стенах Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе. До настоящего времени природа Альфвеновских волн – колебаний, распространяющихся вдоль силовых линий магнитного поля в плазме, – была изучена в основном в рамках теоретических построений. Физикам из Санкт-Петербурга впервые удалось эмпирически подтвердить справедливость существующих моделей. Помимо обнаружения источников колебаний внутри тороидальной камеры, они установили, что различные типы этих волн, а также их гармонические составляющие, могут быть пространственно разделены.

Альфвеновские колебания несут в себе двойную опасность для реакторов термоядерного синтеза. С одной стороны, они способствуют переносу энергии, но, с другой, способны провоцировать мощные и неконтролируемые выбросы плазмы, сопровождающиеся значительными тепловыми потерями. Это чревато повреждением внутренних стенок реактора и резким снижением его производительности. Параметры строящегося международного реактора ITER накладывают жесткие ограничения на потери высокоэнергетических частиц (не более 2%), порог, который неуправляемые Альфвеновские волны могут легко превзойти.

Полученные исследователями из СПбПУ результаты имеют принципиальное значение. Детальная информация о механизмах зарождения и распространения этих колебаний создает основу для разработки методов активного подавления или регулирования их поведения. Это является важным шагом в решении одной из ключевых задач управляемого термоядерного синтеза, направленным на повышение надежности и эффективности будущих энергетических комплексов, моделирующих процессы, протекающие в недрах Солнца.

Читайте также: