В этом году впервые студенты защитили дипломные работы, выполняющиеся на токамаке «Мифист-0». Учебно-демонстрационный токамак «Мифист-0» предназначен для исследований в области термоядерного синтеза, а также для подготовки и обучения специалистов по этому направлению. Первый учебный токамак создается силами самих студентов в течение нескольких семестров в НИЯУ МИФИ. В настоящее время здесь уже получают регулярные научные данные, в этом году получена первая плазма, а в следующем году планируется полный физический пуск токамака.
Руководитель проекта, старший научный сотрудник Института лазерных и плазменных технологий (Институт ЛаПлаз) НИЯУ МИФИ Степан Крат считает, что создание научной установки – этот уникальный опыт, который поможет студентам достичь значимых результатов на профессиональном поприще. Студенты работают с большим реальным проектом, их дипломные работы уже по-настоящему воплощены в практику, став частью токамака «Мифист-0».
Егор Винницкий:
— Тема моей работы связана с тороидальными катушками. На токамаке «Мифист-0» они представляют собой один большой соленоид, который переходит на внутреннем обходе из одного витка в другой. Обычно принято делать отдельные катушки, но мы выбрали в качестве эксперимента такую «непрерывную» конфигурацию. Непосредственно моя работа связана с тороидальными катушками и их оптимизацией. Моя задача состояла в том, чтобы рассчитать их оптимальную форму и с точки зрения механической прочности, и с точки зрения накапливаемой энергии. Из-за наклона внутри камеры возникают рассеянные поля, которые препятствуют работе установки и мешают зажечь разряд в камере, получить плазму. Я смоделировал оптимальную геометрию с помощью математического расчета. Плюс нашего токамака в том, что он небольшой, это позволяет проводить эксперименты достаточно быстро.
Станислав Ганин:
— Моя дипломная работа связана с оптимизацией магнитного поля и расчетом параметров питания тороидальной катушки. В установке создаются сильные магнитные поля, для их получения нужно пустить ток с катушки. Величины индукции полей достигают порядка 1 тесла, это очень большая величина, больше индукции магнитного поля Земли в десятки тысяч раз. Чтобы пустить ток порядка сотен килоампер, нам нужна мощная система питания. Наша система основана на конденсаторах. Моя задача состояла в том, чтобы рассчитать их правильное количество и параметры, и получить токи нужной длины.
Мы провели более 200 экспериментов, чтобы рассчитать нужное количество витков для получения плазменного шнура.
Даниил Власевич:
— По большей части моя выпускная была связана с моделированием, расчетом возможностей установки «Мифист-0»». Ну а конкретно посвящена оптимизации магнитных полей, в частности в катушках полоидального магнитного поля.
Эти катушки отвечают за компенсацию рассеянных полей у центрального соленоида внутри установки. В токамаке рождается плазма, которая представляет собой тор, внутри тора находится тороидальный шнур. Чтобы он не «выхлестнулся» на стенку токамака, нужно управлять его положением, удерживать в течение какого-то количества времени. В нашей установке мы удержали плазму 300 миллисекунд. В более солидных установках это время больше.
В будущем планируется увеличить время удержания до десятков и сотен секунд. Но даже за это время плазменный шнур может изменить свое положение, поэтому его контроль является важнейшей задачей.
Чем занимаются ученые в ЛаПлаз, узнаете из интервью:
Физик МИФИ — о том, как стать успешным учёным