Вчені зі США відкрили нову форму плазми, що робить термоядерний синтез стабільнішим

Вчені Національної термоядерної лабораторії DIII-D у США досліджують новий підхід до роботи токамаків, який може стати ключовим для майбутніх термоядерних електростанцій. Йдеться про плазмову конфігурацію під назвою «негативна трикутність», яка під час експериментів показала високу стабільність і ефективність у керуванні тепловими навантаженнями всередині реактора.

У 2023 році в DIII-D провели спеціальну серію експериментів із цим методом. Результати виявилися несподіваними: плазма у формі перевернутої «D» (із вигином до внутрішньої стінки токамака) продемонструвала не лише високу щільність, тиск і струм, а й дуже хороше утримання тепла. Це суперечить попереднім прогнозам, згідно з якими така форма мала бути менш стабільною.

Однією з найбільших проблем у проектуванні токамаків є «інтеграція ядра та краю плазми»: потрібно утримувати надгаряче ядро для реакції синтезу, водночас знижуючи температуру на краях, щоб не пошкодити стінки установки. Дослідження показали, що в режимі негативної трикутності вперше вдалося досягти високої якості утримання плазми одночасно з явищем «диверторної від'єднаності» — формуванням охолодженого прикордонного шару, який знижує теплові потоки до матеріалів.

Цей ефект вдалося отримати без появи небезпечних нестабільностей на краю плазми, що може стати інтегрованим рішенням одразу для двох ключових проблем керованого термоядерного синтезу. Зараз науковці використовують комп’ютерне моделювання, щоб детальніше вивчити ці процеси й упевнено перенести результати на проєкти майбутніх реакторів.

«Такі результати підтверджують перспективний потенціал негативної трикутності та обґрунтовують подальші дослідження цього режиму для створення пілотної термоядерної електростанції», — підсумували автори проекту.

Источник: noworries.news