ТАСС: ученые Петербурга нашли способ сделать термоядерные реакторы безопаснее
Исследовательская группа Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого осуществила первое экспериментальное исследование, позволившее точно локализовать Альфвеновские волны внутри термоядерной установки. Данное достижение открывает новые перспективы для эффективного контроля термоядерных процессов, минимизации энергетических потерь и защиты стенок реактора, что является критически важным шагом на пути к реализации безопасных и высокопроизводительных термоядерных электростанций.
Александр Яшин, кандидат физико-математических наук, руководитель научной лаборатории «Диагностика высокотемпературной плазмы» Физико-механического института СПбПУ, отметил: «Мы экспериментально определили зоны возникновения Альфвеновских колебаний и их распределение в тороидальной установке. Обнаружено, что различные типы этих возмущений и их гармоники проявляются в различных областях».
Ранее исследования Альфвеновских волн ограничивались теоретическими моделями, которые теперь получили эмпирическое подтверждение. Экспериментальная работа была выполнена на сферическом токамаке «Глобус-М2», расположенном в Физико-техническом институте имени А.Ф. Иоффе.
Токамаки представляют собой тороидальные установки, использующие мощные магнитные поля для удержания высокотемпературной плазмы, достигающей сотен миллионов градусов Цельсия, что моделирует процессы на Солнце и позволяет проводить термоядерный синтез. Альфвеновские волны, генерируемые в такой плазме, играют двойственную роль: они способствуют переносу энергии, но одновременно могут вызывать интенсивные выбросы плазмы и значительные тепловые потери, представляя угрозу для целостности и безопасности установки. Управление этими волнами является приоритетной задачей в области термоядерных исследований.
Альфвеновские волны представляют собой возмущения, распространяющиеся вдоль магнитных линий в плазме, что приводит к ускоренной потере высокоэнергетических частиц. В перспективных термоядерных проектах, таких как международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER), допустимые потери таких частиц ограничены на уровне 2%. Однако неконтролируемые Альфвеновские волны могут существенно превышать эти пределы, что ставит под угрозу стабильную работу реактора.
Результаты, полученные исследователями из Санкт-Петербурга, предоставляют важные данные для решения задачи управляемого термоядерного синтеза, способствуя повышению эффективности и безопасности термоядерных реакторных систем.