Учёные Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) впервые в мире экспериментально обнаружили и точно определили области возникновения колебаний плазмы, известных как альфвеновские волны, внутри опытной термоядерной установки. Как сообщили в пресс-службе вуза ТАСС, это открытие в перспективе позволит контролировать такие колебания, снижать потери энергии и защищать стенки реактора, что является важным шагом к созданию безопасных и эффективных термоядерных электростанций.
Заведующий лабораторией «Диагностика высокотемпературной плазмы» Физико-механического института СПбПУ, кандидат физико-математических наук Александр Яшин отметил, что исследователи не только зафиксировали, где именно в тороидальной установке возникают и существуют альфвеновские колебания, но и установили, что разные их типы и гармоники могут локализоваться в различных областях плазмы.
До настоящего времени поведение этих колебаний описывалось в основном теоретическими моделями. Петербургским физикам впервые удалось проверить эти расчёты на практике в условиях реальной установки — сферического токамака «Глобус‑М2» Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе.
Токамаки представляют собой тороидальные установки, в которых мощные магнитные поля удерживают раскалённую плазму с температурами в сотни миллионов градусов, не позволяя ей касаться стенок. В таких условиях имитируются процессы, происходящие на Солнце, для получения энергии термоядерного синтеза. Альфвеновские колебания, возникающие в плазме, могут как способствовать переносу энергии, так и вызывать мощные выбросы и серьёзные потери тепла, что чревато повреждением установки.
Для будущих реакторов, таких как ITER, допустимые потери высокоэнергетических частиц строго ограничены, тогда как неконтролируемые альфвеновские волны способны приводить к превышению этих пределов. Полученные в Санкт-Петербурге данные о точной локализации колебаний рассматриваются как значимый вклад в решение одной из ключевых задач управляемого термоядерного синтеза — повышения эффективности и безопасности работы установок.
Читайте также: