Ученые исследовали процессы потери тепла в токамаке «Глобус-М»
Отечественные исследователи из питерского Физико-технического института сообщили журналистам о методе ионных процессов, передающих тепловую энергию в токамаке сферической формы. Итоги научных исследований, приближающих науку еще на шаг к управлению термоядерным синтезом, обнародованы на страницах издания Plasma Physics and Controlled Fusion.
Если человечество научится управлять термоядерным синтезом, то электростанций такого типа будут отличаться безопасностью и отсутствием вреда для экологии. По сравнению с АЭС в термоядерных системах нет радиоактивных отходов, а также нет выделения продуктов горения в атмосферу как в случае с тепловыми электростанциями. Более того, выделяемые в ходе термоядерной реакции нейтроны способны нейтрализовать радиоактивные отходы «классических» АЭС.
Экспериментальные исследования термоядерных реакций осуществляются в разных странах при помощи особых устройств – токамаков, внутри которых газообразные водород, дейтерий и тритий раскаляют до сотни млн. градусов, порождая плазму. Ускоряемые нагревом ионы преодолевают кулоновский барьер и приходят в столкновение, тем самым сливаясь и высвобождая энергию. В результате синтезируются ядра гелия с выделением нейтронов, энергия которых превышает затраты на разогрев вещества.
Эффективность термоядерного синтеза во многом зависит от нагрева плазмы, для удержания которой требуется сильное магнитное поле и электрический ток. Фундаментальная проблема – это турбулентность ионов, которая препятствует эффективному нагреву. Из-за турбулентности некоторые ионы отклоняются, и вместо столкновения, покидают плазму, что приводит к теплопотерям. Сотрудники питерского ФТИ имени А. Ф. Иоффе исследовали и описали процесс ионного теплообмена в плазме сферического токамака «Глобус-М».
«Мы подтвердили, что особенности физических процессов в плазме сферического токамака «Глобус-М» препятствуют возникновению дополнительных потерь тепла по ионному каналу из-за турбулентности плазмы. Это значит, что установка такого типа является хорошей основой для создания компактного источника термоядерных нейтронов» — утверждает глава исследовательской группы, кандидат физико-математических наук Глеб Курскиев.
Серия экспериментов питерских ученых дополняет базовые сведения, накопленные в ходе исследований на сходных устройствах в ЕС и США. На основе интеграции этих результатов в обозримом будущем есть возможность сконструировать более эффективную установку для термоядерных реакций синтеза, полагают ученые.
