Исследователи из Принстонской лаборатории физики плазмы предложили решение для управления интенсивным теплом, выделяемым в термоядерных реакторах. Моделирование показало, что «пещера» из паров лития и пористой стенки, обращенной к плазме защитит токамак от экстремальных температур, создаваемых плазмой.
С помощью компьютерного моделирования физики определили оптимальное место для пещеры с парами лития: около дна токамака, рядом с центральной колонной. Идея пещеры заключается в том, чтобы удерживать литий в пограничном слое вдали от горячей, плавящейся плазмы ядра, но вблизи избыточного тепла, объясняют ученые.
Такое стратегическое размещение позволяет парам лития эффективно рассеивать тепло из области частного потока, которая отделена от основной плазмы, не нарушая при этом высокую температуру плазмы. Улавливая и нейтрализуя избыточное тепло до того, как оно достигнет стенок токамака, литиевая паровая пещера обеспечивает защиту устройства.
Идея использования паров лития для охлаждения плазмы была предложена учеными Принстонской лаборатории физики плазмы несколько десятилетий назад. Но в первых экспериментах исследователи считали, что литий лучше всего разместить в «металлической коробке» с отверстием наверху. В такой коробке плазма будет течь в зазор, чтобы литий мог рассеивать тепло плазмы, прежде чем достичь металлических стенок.
В течение многих лет мы думали, что нам нужна полноценная четырехсторонняя коробка, но теперь мы знаем, что можем сделать что-то гораздо более простое.
Эрик Эмди, соавтор исследования
Новая обтекаемая структура не только оптимизирует путь испаряющегося лития, улучшая его способность поглощать тепло, но и упростит конструкцию устройства, делая его практичным и экономичным.
Помимо пещеры с парами лития ученые PPPL предложили альтернативное решение по управлению теплом: пористую стену, обращенную к плазме. Эта инновационная стенка позволяет жидкому литию течь непосредственно на поверхность, подверженную воздействию плазмы, обеспечивая целенаправленное охлаждение именно там, где это больше всего необходимо.
Читать далее:
Квантовый мир оказался еще более странным: как новое явление меняет физику
«Ртутная бомба» несется реками Арктики и угрожает миллионам людей
Нейросеть для создания видео теперь бесплатная: на что она способна
Иллюстрация на обложке: Eric Emdee and Kiran Sudarsanan, PPPL