Группа американских физиков доложила о первых успешных результатах эксперимента по запуску реакций термоядерного синтеза новым способом. Подробности работы приведены в статье авторов в журнале Nature Physics. Коротко исследование описано в пресс-релизе Массачусетского технологического института.
Реакциями термоядерного синтеза называют реакции слияния ядер легких элементов с образованием ядер более тяжелых. Этот процесс сопровождается выделением колоссального количества энергии, однако для запуска подобных реакций требуются энергетические "вложения", намного превышающие выход. В природе реакции термоядерного синтеза происходят, например, в недрах звезд при огромных давлениях и температурах. Люди добились протекания реакций слияния ядер при взрыве водородных бомб.
Одной из основных трудностей при разработке подходов к проведению управляемых термоядерных реакций является необходимость поддерживать в стабильном состоянии плазму - ионизированный газ. Именно в таком состоянии находится вещество при температурах, необходимых для запуска термоядерных реакций. На сегодняшний день наиболее перспективным считается использование токамаков - магнитов тороидальной формы. Токамаки должны стать основной экспериментального реактора ITER, строительством которого будут заниматься ученые из множества стран (хотя в последнее время будущее этого проекта становится все более туманным).
Авторы новой работы решили использовать совсем другой подход. Ученые задействованы в эксперименте под названием Levitated Dipole Experiment - LDX (это можно перевести как эксперимент с использованием левитирующего диполя). Для создания установки LDX физики использовали свои знания о взаимодействии плазмы с магнитными полями планет. При помощи сверхпроводящего магнита, "подвешенного" в пространстве за счет работы другого магнита, исследователи создали магнитное поле, по своим характеристикам напоминающее магнитное поле Земли (левитация необходима для того, чтобы избежать искажений формы поля).
Вокруг магнита расположена внешняя камера, в которой находится нагретая до 10 миллионов градусов Цельсия плазма. То есть, в отличие от установок с токамаками, плазменный шнур расположен снаружи от магнита. В созданной учеными конструкции возмущения, возникающие в плазме, дополнительно "сближают" атомы газа. При использовании других подходов они, напротив, "расталкивают" частицы плазмы. Подобную "концентрацию" плазмы астрономы фиксировали при наблюдениях магнитосферы Земли или Юпитера.
Несмотря на первый успех саму реакцию синтеза ученым пока запустить не удалось. Более того, для дальнейшей работы на LDX физикам необходимо создать систему более точного, чем сейчас, измерения температуры плазмы - критического параметра запуска термоядерного синтеза.
Это не первая альтернатива "классическим" подходам к запуску реакций термоядерного синтеза. В прошлом году General Fusion заявила о создании реактора, в котором слияние ядер должно запускаться под воздействием звуковых волн.