Будущие термоядерные реакции внутри токамаков могут производить гораздо больше энергии, чем считалось ранее. В ходе новых исследований ученые обнаружили, что основной закон для таких реакторов неверен.
Физики из Швейцарского центра плазмы при Федеральной политехнической школе Лозанны (EFPL, École polytechnique fédérale de Lausanne) выяснили, что максимальная плотность водородного топлива примерно в два раза превышает предел Гринвальда. Он назван в честь физика Массачусетского технологического института Мартина Гринвальда, который определил его в 1988 году в результате экспериментов.
Исследователи пытались выяснить, почему их термоядерная плазма фактически становилась неуправляемой, когда они увеличивали плотность топлива до определенной точки, и Гринвальд вывел экспериментальный предел, основанный на токамаке малого радиуса и количестве электрического тока, проходящего через плазму.
Хотя ученые давно подозревали, что предел Гринвальда можно улучшить, это было основополагающим правилом исследований термоядерного синтеза более 30 лет. Например, это руководящий принцип конструкции ИТЭР.
Последнее исследование, однако, расширяет как эксперименты, так и теорию, которые Гринвальд использовал для получения своего предела, что приводит к гораздо более высокому пределу плотности топлива, который увеличит мощность ИТЭР и повлияет на конструкции реакторов DEMO, которые появятся после него.
По словам ученых, ключом было открытие того, что плазма может поддерживать большую плотность топлива по мере увеличения выходной мощности реакции синтеза.
Пока невозможно узнать, как такое большое увеличение плотности топлива повлияет на выходную мощность токамаков, но, вероятно, оно будет значительным. Исследования показывают, что большая плотность топлива облегчит эксплуатацию термоядерных реакторов.
Читать далее
Гравитации и темной материи не существует: главное о новой работе физиков
Во Вселенной происходит что-то странное: как объяснить нестыковки в постоянной Хаббла
Почему Болонскую систему образования хотят отменять в России на самом деле