Инерциальный термоядерный синтез ускорят турбулентностью
Изображение: Seth Davidovits
Физики из Принстонского университета показали, что ранее считавшаяся нежелательной турбулентность разогретой плазмы при осуществлении инерциального термоядерного синтеза может быть полезной. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко о нем сообщает Принстонская лаборатория физики плазмы.
В проведенном физиками моделировании показано, что в том случае, если сжатие турбулентной плазмы происходит достаточно быстро (по сравнению со временем рассеивания энергии завихрений плазмы), ее кинетическую энергию можно преобразовать в тепловую и таким образом разогреть вещество до необходимых (термоядерных) температур.
Работа ученых открывает, по их словам, новую парадигму для осуществления быстрого зажигания в инерциальном термоядерном синтезе. Моделирование, проведенное учеными, содержит некоторые приближения. Например, оно не учитывает взаимодействие между капсулой и находящимся в ней термоядерным топливом.
В термоядерных реакторах тяжелые элементы синтезируются из легких (образование гелия в результате слияния дейтерия и трития). Для этого необходимо разогреть водородную плазму до термоядерных температур (сто миллионов градусов Цельсия и более) и удерживать ее в равновесном состоянии до возникновения самоподдерживающейся реакции.
Работы ведутся по двум перспективным направлениям. Первое связано с возможностью удержания разогретой плазмы при помощи магнитного поля (установки типа токамаков и стеллараторов). Второе направление - нагрев вещества лазером до состояния инерционно удерживаемой плазмы, что обеспечило бы протекание термоядерной реакции.
Работы по инерциальному термоядерному синтезу ведутся в США, Японии, Франции и России. В городе Саров Нижегородской области в 2020 году планируется ввести в строй лазерную установку двойного назначения УФЛ-2М, которая должна использоваться для исследований условий зажигания и горения термоядерного топлива.