Яна Мясникова
Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН создали новое поколение инжекторов атомарных пучков. Благодаря этому изобретению физики-плазмисты перешли на новый этап исследований – стационарный. Ранее такие устройства могли удерживать плазму в горячем состоянии несколько секунд, теперь речь идет о сотнях и даже тысячах.
В Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) проводят исследования в области управляемого термоядерного синтеза (УТС). УТС – это процесс воспроизведения реакций по производству энергии, которые происходят в звездах. Исследования проводятся с помощью специальных ловушек, в которых плазма удерживается с помощью магнитных полей. Температура плазмы в таких экспериментов достигает сотен миллионов градусов. Нагреть газ до такой температуры очень сложно и для этого используют инжекторы мощных атомарных пучков. Недавно специалисты ИЯФ СО РАН запатентовали новое поколение инжекторов с обновленной ионно-оптической системой. Они, в отличие от своих предшественников, могут удерживать плазму в стационарном состоянии.
– Для осуществления термоядерной реакции необходимо нагреть водородную плазму до температуры в сотни миллионов градусов. Наиболее эффективным способом нагрева является инжекция пучков быстрых атомов, которые получаются методом ускорения первичных ионных пучков водорода до высоких энергий с последующим преобразованием их в атомы посредством нейтрализации. Есть еще один-два способа, например, нагрев высокочастотным излучением, но они достаточно сложны физически и технически, особенно на самых высоких мощностях и температурах плазмы. В свое время специалисты ИЯФ разработали ряд технологических решений и создали целую серию атомарных инжекторов, которые стали использоваться по всему миру. Иметь у себя на установке будкеровский инжектор в мировом плазменном сообществе считается хорошим тоном. Но это были инжекторы для импульсных магнитных систем, в которых плазма удерживается в горячем состоянии одну-две секунды, – рассказал ведущий научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Петр Дейчули.
Полученные результаты позволили ученым перейти на новый этап исследований. Теперь в стационарном состоянии плазма удерживается сотни и тысячи секунд. Мировым рекордом на данный момент является результат китайского токамака EAST, на котором ученым удалось удержать плазму, нагретую до температуры в 70 миллионов градусов, в течение 1000 секунд.