Найден способ тормозить быстрые ионы термоядерной плазмы

Сотрудники Национального термоядерного комплекса DIII-D выяснили, как можно сдержать быстрые ионы в плазме. Открытие поможет в создании реакторов.

Для изготовления практичных установок исследователям нужно контролировать быстрые ионы. Эти заряженные атомы водорода отвечают за значительную часть способности реактора самостоятельно нагреваться за счет их столкновения с другими частицами. Но ионы могут быстро покинуть мощные магнитные поля, применяемые для их сдерживания. В результате могут перегреться и пострадать стенки защитной оболочки. Команда из DIII-D использовала альтернативный подход к изучению этих частиц, сообщает phys.org. Исследование дало многообещающие результаты. Ученые не только лучше поняли физику частиц, но и создали новые, надежные способы управления быстрыми ионами.

«Это – удивительное время для работы с подобными вызовами сферы термоядерной энергии, — сказала Кэтрин Том. – Мировое термоядерное сообщество активно развивается. Каждое новое открытие помогает увеличить производительность».

Одной из сложностей при измерении быстрых ионов является агрессивная среда внутри реактора типа токамак. Деликатные датчики, используемые в современных системах, просто разрушатся средой установок нового поколения, имеющих большую мощность. Команда из DIII-D выбрала прочный магнитный сенсор и высокопроизводительные вычисления для выявления и интерпретации слабых колебаний, создаваемых быстрыми частицами в магнитных полях. Они предоставили информацию о свойствах и поведении ионов, их взаимодействии с волнами плазмы.

На следующем этапе ученые используют полученные данные для расширения возможностей компьютерных моделей, интерпретирующих быстрые частицы по колебаниям. Как только их эффективность повысится, специалисты смогут объединить системы с прочными магнитными датчиками в будущих реакторах. Устройства позволят в реальном времени следить за условиями, влияющими на быстрые ионы. При внедрении, эта цепь обратной связи не только предотвратит повреждения оболочки токамака, но и поможет эффективнее нагревать плазму.