Эксперимент на китайском токамаке EAST показал, что плазма может оставаться стабильной при плотностях, которые раньше считали недостижимыми для управляемого термоядерного синтеза.
Китайские физики провели серию экспериментов на установке EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), которую часто называют «искусственным солнцем». Во время работы реактор удерживал плазму при плотности в 1,3–1,65 раза выше предела Гринвальда — уровня, после которого токамаки обычно теряют устойчивость.
В Китайской академии наук сообщили, что такие режимы долгое время считали серьёзным ограничением для развития термоядерной энергетики. Профессор Китайского университета науки и технологий Пин Чжу отметил, что полученные данные указывают на практичный путь расширения рабочих параметров будущих реакторов.
Предел Гринвальда связан с плотностью плазмы. Чем она выше, тем легче поддерживать реакцию синтеза. Однако при превышении порога плазма становится нестабильной и разрушает процесс.
Чтобы обойти это ограничение, исследователи изменили условия запуска реактора. Они точно задали начальное давление топливного газа и режим электронно-циклотронного нагрева — передачи энергии плазме микроволнами. Это позволило сохранить устойчивость при экстремальной плотности.
Во время эксперимента учёные впервые вывели установку в «режим без плотности». В таком состоянии увеличение плотности больше не приводит к потере стабильности. Эффект связывают с самоорганизацией плазмы и стенок реактора.
Ранее предел Гринвальда уже удавалось преодолевать на других установках, включая американский токамак DIII-D. Однако на EAST впервые совместили высокую плотность плазмы и устойчивый нагрев в одном режиме.
Результаты эксперимента используют при проектировании новых установок, включая международный проект ITER во Франции. Участники программы рассчитывают запустить полноценные термоядерные реакции в 2039 году.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: freepik
