Российские ученые совместно со своими иностранными коллегами уточнили механизмы формирования так называемых срывов плазмы в термоядерных реакторах.
Ученые установили, что возникающие при этом боковые силы серьезно воздействуют на вакуумные камеры установок. Дальнейшие работы в этом направлении и внесения необходимых изменений должны серьезно повысить стабильность и безопасность будущих термоядерных реакторов - считают в Центре научной коммуникации (ЦНК) МФТИ.
Почему это исследование настолько важно?
Исследования токамаков показали, что удерживаемый так называемый плазменный «бублик» периодически теряет свою форму. При таких деформациях есть высокий риск того, что плазма коснется внутренних стенок реактора, что неминуемо приводит к резкому охлаждению самой плазмы, а также серьезно нагружает конструкцию реактора. Поэтому разобраться в этих «срывах» и исключить их – важнейшая задача для работоспособности будущих термоядерных реакторов.
Эксперименты и неожиданный результат
Для того чтобы понять, насколько текущие модели точно описывают реальную ситуацию, в термоядерных реакторах российские ученые со своими иностранными коллегами провели серию испытаний на итальянской установке RFX.
В результате этих опытов была оценена реальная боковая сила, которая воздействует на стенки вакуумной камеры при срыве плазмы.
А затем результаты сравнили с прогнозными данными от трех теоретических моделей:
- Миронова-Пустовитова (разработана авторами исследования),
- Риккардо-Уокера-Нолла,
- Захарова.
Что пошло не так с моделями?
Проведенные эксперименты позволили установить следующие расхождения с модельными данными:
- Модель Риккардо-Уокера-Нолла завышала боковую силу в 20 раз;
- Модель Захарова давала результаты в три раза выше реальных значений;
- Модель Миронова-Пустовитова была наиболее точной, но недооценивала боковую силу примерно втрое.
Ученые подчеркнули, что полученные реальные данные важны в первую очередь для того, чтобы доработать существующие модели. Ведь только так можно в конечном счете приблизиться, а затем и достичь реально работающих термоядерных реакторов, которые обеспечат человечество неисчерпаемым источником энергии.