Открытие точных зон альфвеновских волн в сферическом токамаке может изменить подход к термоядерным исследованиям и повысить эффективность реакторов.
Российские исследователи добились значительного успеха, выявив в сферическом токамаке точное местоположение возникновения особых плазменных волн — альфвеновских колебаний. Это открытие имеет огромное значение для повышения производительности будущих устройств термоядерного синтеза, отмечается на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Эти уникальные волны возникают в плазме под воздействием магнитного поля и распространяются вдоль силовых линий. Их можно зафиксировать как в космосе, так и в лабораториях, включая токамаки. В основе процесса лежит колебание частиц вместе с полем, напоминающее движение натянутых струн, что создает волновые эффекты. Шведский физик Ханнес Альфвен разработал теоретическую основу этих явлений и в 1970 году был награжден Нобелевской премией по физике за свою работу.
Команда ученых из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого провела эксперименты на уникальном сферическом токамаке Глобус-М2, находящемся в Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе. Специалисты смогли определить конкретные зоны формирования и существования альфвеновских волн и выявили различия в локализации различных типов этих колебаний и их гармоник.
По данным, подобные эксперименты проводятся исключительно на специальных установках в форме «бублика». Это позволяет удерживать раскаленную плазму температурой около 100 млн градусов Цельсия с помощью мощных магнитных полей. Таким образом, имитируются процессы, аналогичные тем, что происходят внутри Солнца, с целью получения энергии через термоядерный синтез.
Альфвеновские волны оказывают двойственное воздействие на систему. С одной стороны, они способствуют передаче энергии и распространению частиц. С другой стороны, они могут вызывать нежелательные тепловые утечки и нестабильность, что угрожает разрушением магнитного удержания плазмы и повреждением конструкции устройства. До последнего времени существовали лишь теоретические представления и компьютерные модели поведения альфвеновских колебаний. Теперь российские ученые смогли осуществить уникальные измерения в реальных условиях эксперимента.
Достижения отечественных исследователей открывают новые горизонты для оптимизации дизайна термоядерных реакторов будущего, что будет способствовать повышению стабильности процесса синтеза и снижению риска повреждений оборудования.
Тем временем китайские ученые достигли нового рекорда плотности плазмы.
Фото: hi-tech.mail.ru