В Новосибирске поставили рекорд по разогреву плазмы микроволнами

Ученые из Института ядерной физики Сибирского отделения РАН поставили рекорд по разогреву плазмы в газодинамической ловушке. Им удалось достичь температуры в 4,5 миллиона градусов. Подробности приводит ИТАР-ТАСС со ссылкой на заместителя директора института Александра Иванова.

Специалисты новосибирского научного центра использовали газодинамическую ловушку ГДЛ, построенную в 1986 году. Устройство создает поток плазмы в вакуумной камере, которая направляется магнитным полем вдоль оси вытянутого цилиндра. Далее плазма встречается с пучками нейтральных атомов и облучается микроволновым излучением: оба эти фактора приводят к ее разогреву до нескольких миллионов градусов. В ноябре 2013 года новая система микроволнового нагрева плазмы позволила довести температуру до отметки в 1,5-2 раза выше, чем на других аналогичных установках. Иванов подчеркнул, что физики несколько раз воспроизвели этот результат перед тем, как сообщить о достижении.

Помимо температуры, ученые использовали для описания плазмы такой параметр, как энергию электронов: она составила 400 электронвольт. С физической точки зрения температура и средняя энергия являются практически одинаковыми величинами, однако именно энергия частиц учитывается при расчете вероятности того, что два атомных ядра вступят в термоядерную реакцию. Чем выше энергия, тем больше эта вероятность и внутри ГДЛ были зарегистрированы термоядерные реакции с выходом нейтронного излучения.

Добиться на ГДЛ энергетически выгодного термоядерного синтеза нельзя, однако Иванов , как сообщает ИТАР-ТАСС, подчеркнул, что «при такой температуре, которая достигнута, можем говорить о сооружении очень мощного нейтронного генератора. Сейчас это не под силу ни одной другой установке в мире». Число реакций слишком мало для того, чтобы окупить затраты энергии на разогрев плазмы, но достаточно для создания мощного потока нейтронов. Нейтронный поток с мощностью около нескольких мегаватт на квадратный метр, по заявлениям ученых, нужен для решения ряда практических задач. В частности, с его помощью можно моделировать условия внутри будущих промышленных термоядерных реакторов и испытывать различные материалы на стойкость к нейтронному облучению.

Создать первый термоядерный реактор, энерговыделение которого превзойдет расходы на запуск и поддержание реакции, физики планируют в начале 2020-х годов: речь идет о Международном экспериментальном термоядерном реакторе ITER. Он выполнен по схеме тороидальной камеры с магнитными ловушками, токамака, но это не единственный теоретически возможный подход к решению проблемы управляемого термоядерного синтеза. Кроме того, устройства, которые позволяют запускать управляемую реакцию синтеза без выделения энергии, уже производятся серийно: это нейтронные генераторы для геологических и дефектологических исследований, а также для анализа состава других небесных тел.