Исследования показали, что 20-40% энергии, захваченной в плазму, теряется поперек магнитного поля. Следующая задача в том, чтобы научиться с ними бороться, сообщила пресс-служба института в четверг.
«Когда говорят про потери плазмы из магнитных ловушек, будь то закрытая (токамак, стеллартор) или открытая магнитная система, подразумевают энергоэффективность будущего термоядерного реактора. Ты либо можешь контролировать потери энергии, либо нет. В этом отношении к отрытым ловушкам на заре их развития было много претензий, мол, если у вас "бутылка с двумя горлышками", то продольные потери неизбежны. Со временем выяснилось, что все не так плохо и в открытой ловушке вдоль магнитного поля электрический потенциал выстраивается таким образом, что продольные потери очень заметно снижаются. Но все равно вопрос энергобаланса всегда был и остается ключевым», – прокомментировала заведующая лабораторией ИЯФ Елена Солдаткина.
Чтобы оценить энергоэффективность установки, ученые ИЯФ создали диагностический комплекс.
«Такую задачу ставили наши коллеги еще в 90-е годы, когда ГДЛ была запущена. Но сейчас мы полностью обновили диагностические устройства, чтобы они соответствовали современным параметрам плазмы. В 2024 году нам удалось свести воедино энергобаланс ГДЛ. Мы учли энергетические потери от вытекания плазмы через пробки ловушки, от перезарядки ионов плазмы на остаточном газе (поперечных потерь), от излучения энергии атомами, от контакта внешних слоев плазмы с радиальными электродами. Суммарно в перечисленных каналах энергопотерь измерено около 80% захваченной в плазму мощности. Еще не 100%, но и это очень хороший результат», – добавила Солдаткина.
Созданную в ИЯФ диагностику на основе пироэлектриков уже повторили коллеги из других стран, работающие на открытых ловушках с похожими временными импульсами. Теперь задача физиков – понять, как минимизировать канал поперечных потерь в плазме на установке ГДЛ, и использовать исчезающую энергию для нагрева плазмы.
«В нашей лаборатории разработан прототип пушки Маршалла, которая будет подпитывать плазму не холодным газом, как это происходит в нынешних экспериментах, а холодной плазмой. Планируется, что таким образом мы сможем сильно подавить поперечный канал потерь, оставив эти 40% энергии внутри плазмы», – объяснила ученый.