В РФ создали прототип гиротрона для нагрева плазмы в токамаке

Российские ученые разработали прототип гиротрона нового поколения для нагрева плазмы и управления током в термоядерных установках. Работы выполнены в Институт прикладной физики имени А.В. Гапонова-Грехова РАН совместно с научно-производственным предприятием Гиком. Созданный прибор имеет выходную мощность 1 МВт и работает на частоте 230 ГГц.

Разработка предназначена для применения в новом российском термоядерном реакторе с реакторными технологиями (ТРТ). Гиротрон используется в системе электронно-циклотронного резонансного нагрева плазмы, которая считается одним из ключевых элементов современных токамаков. Реактор ТРТ отличается компактными габаритами и высоким магнитным полем до 8 тесла, что требует применения источников излучения более высоких частот по сравнению с решениями, используемыми в проекте ITER.

Отличительной особенностью прототипа стал встроенный двунаправленный квазиоптический преобразователь с барьерными окнами. Такая схема позволяет в перспективе управлять рабочей частотой гиротрона с помощью внешнего сигнала, а также увеличивать уровень генерируемой мощности без изменения базовой конструкции устройства.

В 2025 году в режиме свободной генерации прибор продемонстрировал выходную мощность 1 МВт при коэффициенте полезного действия 29%. Длительность импульса составила 100 микросекунд при частоте повторения 10 Гц. По расчетам разработчиков, внедрение системы рекуперации остаточной энергии электронного пучка может повысить КПД гиротрона до 45–50%.

В 2026 году планируется создание промышленного макета установки. Он будет предназначен для проведения экспериментов с длительными импульсами продолжительностью в десятки секунд, что является необходимым этапом для дальнейшего применения гиротронов в перспективных термоядерных реакторах.