На токамаке DIII-D впервые экспериментально проверили геликонную идею 1980-х: плазма поглотила волну

Физики впервые на практике проверили метод поддержания тока в термоядерной плазме, который предложили в 1980-х и затем отложили, пишет УНІАН со ссылкой на Gizmodo. Эксперимент провели на национальном центре термоядерного синтеза DIII-D. Метод называется геликонным поддержанием тока, а соавторами работы стали физики компании General Atomics Боб Пинскер, Джефф Лестц и Барт Ван Компернолле. unian.uaУНІАНunian.uaОткрыть источник ↗

При геликонном поддержании тока раскалённую плазму внутри реактора «подгоняют» радиоволнами особого типа высокой частоты. В плазме возникает электрический ток, который помогает удерживать реакцию стабильной. Идею предложили ещё в 1980-х, но тогдашние установки не могли её воплотить.

Зачем токамакам неиндуктивный ток

Большинство современных термоядерных установок имеют форму бублика и называются токамаками, плазму в них удерживают магнитные поля. Одно поле создают катушки, охватывающие тор, другое создаёт соленоид, а ток в плазме поддерживается по принципу трансформатора.

По словам Пинскера, это ограничивает длительность работы: рано или поздно соленоид приходится «перезаряжать», а плазму гасить. В DIII-D один такой цикл длится около 10 секунд. Большие реакторы могут работать примерно 500 секунд (8 минут) или даже 1000 секунд (17 минут). unian.uaУНІАНunian.uaОткрыть источник ↗

Лестц отметил, что, согласно большинству проектных исследований, для коммерчески выгодных реакторов нужен стационарный режим. Поэтому учёные ищут неиндуктивные способы поддерживать ток с помощью электромагнитных волн. Пинскер охарактеризовал геликонное поддержание тока не как отдельный подход к термоядерной энергетике, а как ещё одну технологию, которую можно применить к токамаку.

Что изменилось с 1980-х

Пинскер назвал три причины, по которым попытки 1980-х не удались. Плазма в тогдашних токамаках была недостаточно похожей на реакторную, чтобы хорошо поглощать геликонные волны. Технологии запуска волн были неэффективными. Диагностика не позволяла проверить, появляется ли в плазме неиндуктивный ток.

Пинскер и его коллеги начали готовиться к возвращению к теории в 2014 году, а новая серия экспериментов стартовала летом 2024 года. На DIII-D была специальная «гребенчатая» антенна, способная направлять геликонные волны на плазму, достаточно горячую для их поглощения. Новые методы измерений позволили подробнее проследить за ходом экспериментов. unian.uaУНІАНunian.uaОткрыть источник ↗

По словам Пинскера, команда чётко зафиксировала нагрев плазмы за счёт поглощения геликонной волны. Перед тем как объявлять результат, исследователи тщательно проверили статистику, чтобы их нельзя было упрекнуть в показе одного случайного удачного запуска с большим эффектом.