Российские ученые совершили прорыв, обнаружив в сферическом токамаке точное место появления специфических плазменных волн — альфвеновских колебаний. Это открытие имеет большое значение для повышения эффективности будущих устройств термоядерного синтеза, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Эти особые волны формируются в плазме при воздействии магнитного поля и распространяются вдоль силовых линий магнетизма. Их можно наблюдать как в космосе, так и в лабораторных установках, включая токамаки. По сути, при малейших возмущениях частицы вместе с полем вибрируют подобно натянутым струнам, создавая волнообразные движения. Шведский физик Ханнес Альфвен разработал теоретическое обоснование этих явлений и в 1970 году удостоился Нобелевской премии по физике за свою работу.
Группа ученых из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого провела эксперименты на уникальном сферическом токамаке Глобус-М2, расположенном в Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе. Специалисты определили конкретные зоны формирования и существования альфвеновских волн и установили различия в локализации разных типов этих колебаний и их гармоники.
По данным источника, подобные эксперименты проводятся исключительно на специальных установках, имеющих форму «бублика». Благодаря этому удается удержать раскаленную плазму температурой около 100 млн градусов Цельсия, используя мощные магнитные поля. Таким образом имитируются процессы, схожие с процессами внутри Солнца, для получения энергии путем термоядерного синтеза.
Альфвеновские волны оказывают двоякое влияние на систему. С одной стороны, они обеспечивают передачу энергии и распространение частиц. С другой стороны, они способны провоцировать нежелательные тепловые утечки и нестабильность, угрожающие разрушением магнитного удержания плазмы и повреждением конструкции устройства. До сих пор существовали лишь теоретические представления и компьютерные симуляции поведения альфвеновских колебаний. Теперь российские специалисты смогли провести уникальные измерения непосредственно в реальных условиях эксперимента.
Достижение отечественных ученых открывает новые перспективы для оптимизации конструкций термоядерных реакторов будущего, способствуя повышению стабильности процесса синтеза и снижению риска повреждений оборудования.
Тем временем китайские ученые достигли нового предела плотности плазмы. Подробнее об этом рассказали в другом материале Hi-Tech Mail.