САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 26 декабря. /ТАСС/. Ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) впервые в мире смогли экспериментально обнаружить и точно определить, где именно внутри опытной термоядерной установки возникают колебания плазмы, известные как Альфвеновские волны. Это открытие позволит в будущем контролировать эти процессы, предотвращая большие потери энергии и защищая стенки реактора, что является ключевым шагом к созданию безопасных и эффективных термоядерных электростанций, сообщили ТАСС в пресс-службе университета.
"Во-первых, экспериментально обнаружили, где именно внутри тороидальной установки возникают и существуют Альфвеновские колебания. <…> Во-вторых, выяснили, что различные типы альфвеновских колебаний и их гармоники могут иметь различную локализацию", - привели в пресс-службе слова кандидата физико-математических наук, заведующего научной лабораторией "Диагностика высокотемпературной плазмы" Физико-механического института СПбПУ Александра Яшина.
До сих пор существовали лишь теоретические модели поведения этих колебаний. Петербургским исследователям впервые удалось проверить теорию на практике в условиях реальной установки - сферическом токамаке "Глобус-М2" в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе.
Токамаки - это тороидальные (похожие на "бублик") установки, где мощные магнитные поля удерживают раскаленную плазму с температурой в сотни миллионов градусов, не давая ей касаться стенок. В них воссоздаются условия, подобные процессам на Солнце, для получения энергии термоядерного синтеза. Альфвеновские колебания, возникающие в такой плазме, обладают двойственным эффектом. С одной стороны, они помогают переносить энергию, но с другой - могут вызывать мощные выбросы плазмы и значительные потери тепла, что грозит повреждением установки. Поэтому крайне важно научиться управлять ими.
Альфвеновские колебания - это волны, "бегущие" вдоль магнитных линий в плазме. Они могут ускорять потерю высокоэнергетических частиц. Для будущих термоядерных реакторов, таких как строящийся международный ITER, допустимые потери таких частиц строго ограничены (не более 2%). Неуправляемые же Альфвеновские колебания способны вызывать куда более серьезные потери, ставя под угрозу работу реактора.
Полученные петербургскими физиками экспериментальные данные о точной локализации этих колебаний - это ценный вклад в решение одной из главных проблем управляемого термоядерного синтеза, направленный на повышение как его эффективности, так и безопасности.