Физики рекордно разогрели плазму в сферическом токамаке

Американские и британские физики установили рекорд по достигнутой ионной температуре плазмы в сферических токамаках, который оказался сравним с температурой плазмы в будущем термоядерном реакторе ITER. Рекорд установлен на небольшом частном сферомаке ST40 и доказывает перспективность установок такого типа для работ в области термоядерной энергетики. Статья опубликована в журнале Nuclear Fusion. Сферические токамаки (сферомаки) представляют собой разновидность токамаков — магнитных ловушек, в которых шнур из высокотемпературной плазмы в виде тора, где идут реакции слияния ядер дейтерия и трития, удерживается внутри вакуумной камеры мощными магнитными полями, которые не дают ему коснуться стенок камеры. Однако, в отличие от обычных токамаков у сферомаков меньшее аспектное отношение (отношение большого радиуса тора к малому), которое близко к единице. Считается, что плазма в таких установках может удерживаться дольше и стабильнее, при этом не требуется создавать установку огромных размеров, как экспериментальные реакторы-токамаки ITER или DEMO. Особенно интересны сферомаки в контексте использования в их магнитной системе высокотемпературных сверхпроводников. Но необходимо решить множество физических и инженерных проблем, прежде чем удостовериться, что сферомаки можно рассматривать в качестве перспективных термоядерных реакторов. ST40 — один из действующих экспериментальных сферомаков. Этот компактный токамак был построен частной британской компанией Tokamak Energy и получил первую плазму в 2017 году. Сферомак оснащен вакуумной камерой из нержавеющей стали и сверхпроводящими тороидальными магнитными катушками из меди. Он характеризуется аспектным отношением 1,6–1,9, большим радиусом плазмы 0,4–0,5 метра, током плазмы в диапазоне 0,4–0,8 мегаампер и осевым тороидальным магнитным полем 1,5–2,2 Тесла. Зажигание разряда инициируется за счет компрессии и магнитного пересоединения, без центрального соленоида, который служит для дальнейшего нагрева плазмы. Дополнительный нагрев плазмы обеспечивается двумя системами инжекции высокоэнергетичных нейтральных частиц дейтерия в плазменный шнур. Физики из Принстонской лаборатории физики плазмы, Ок-Риджской национальной лаборатории и Tokamak Energy во главе со Стивеном Макнамарой (Steven A.M. McNamara) сообщили, что достигли рекордно большой для всех сферомаков температуры ионов дейтерия, которая составила 8,6 килоэлектронвольт в центре плазменного шнура. Объем плазмы во время эксперимента составлял 0,9 кубического метра, ток плазмы — 0,6 мегаампер, время жизни разряда — чуть менее 0,15 секунды, а тороидальное магнитное поле — 1,9 Тесла. Максимальная электронная плотность плазмы составила 4,5×1019 частиц в кубическом метре, усредненная, которая поддерживалась во время импульса — 4×1019 частиц в кубическом метре. Достигнутая температура ионов стала самой высокой для сферомаков или токамаков сопоставимых размеров, похожие температуры достигались только на более крупных установках. Для сравнения — в проекте международного термоядерного реактора ITER предполагается достижение ионной температуры в 8 и выше килоэлектронвольт, однако время горения разряда там должно составить около 400 секунд, правда сам реактор гораздо больше по размерам, чем ST-40. Значение тройного термоядерного произведения (температура на плотность плазмы на время удержания энергии, выступает как аналог критерия Лоуссона) для ST-40 составило 6×1018 килоэлектронвольт на секунду, деленное на кубический метр. Результаты экспериментов показываю...

Читать полный текст на nplus1.ru

Опубликовано: 02:55, 03.06.2023

Новость из рубрики: Наука

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ новости часа

02:33, 23 Окт Самый далекий быстрый радиовсплеск прошел сквозь турбулентную плазму Астрономы обнаружили самый далекий на сегодня быстрый радиовсплеск, который мог возникнуть в системе сливающихся галактик и компактной группы галакти...

13:00, 17 Окт Физики обнаружили изотоп азота 9N Группа физиков из США и Китая получила уверенное подтверждение существования изотопа азота 9N, в состав которого входят семь протонов и только два не...

Тюринг-обвес для АУДИ особенности 14:19, 13 Июл Тюринг-обвес для АУДИ — особенности Какой автомобиль относится к классу D и отличается повышенным комфортом? Это Audi А6 модели, которая отличается широкой линейкой двигателей. Для поку...

00:00, 31 Июл Российские физики создали передовой радиометр Ученые Института прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН (ИПФ РАН) создали новый радиометрический комплекс, который будет использоваться для...

18:29, 22 Апр Android-Robot: Новости технологий и науки О нашем портале Android-Robot — это ведущий ресурс, посвященный последним новостям в мире технологий и науки. Мы предлагаем тут самую актуальную ин...

01:00, 12 Дек Физики: магнитно-управляемые поверхности киригами перемещают предметы Исследователи разработали новое устройство, которое объединяет магнитные поля и принципы дизайна киригами для дистанционного управления движением гиб...

23:22, 14 Мар Физики работают над новой теорией гравитации – какую роль в ней играет темная материя? Может ли новая теория гравитации ответить на величайшие загадки космологии? История человечества – настоящая сага с множеством действующих лиц. Векам...

11:44, 24 Мар Учёные создали квантовый торнадо в сверхтекучем гелии: новый шаг к пониманию физики аккреции чёрных дыр Области вокруг чёрных дыр представляют собой жёсткую и турбулентную среду, которая управляется физикой, недоступной в других уголках Вселенной. Иссле...

16:11, 08 Сен Мировые цены на продукты рекордно снизились - ООН По итогам августа мировые цены на продовольствие значительно снизились после роста в июле. Об этом сообщила Продовольственная и сельскохозяйственная ...

19:22, 20 Июн Хищники перекусили рекордно длинные шеи танистрофеев Танистрофеи, триасовые рептилии с очень длинными шеями, были уязвимы для хищников. Палеонтологи обнаружили два экземпляра этих существ, от которых ос...

02:33, 08 Апр Максимально за 14 лет: мировые продажи чипов рекордно обвалились Мировые продажи чипов в феврале рухнули на 20,7% до 39,7 млрд долларов по сравнению с 50 млрд долларов за тот же месяц прошлого года. Об этом сообщил...

20:11, 09 Дек В Курской области регистрируется рекордно низкая безработица Обсуждение вариантов увеличения кадрового потенциала региона стало основной темой круглого стола, в котором принял участие губернатор Курской области...

20:44, 19 Июл ALMA разглядела рекордно далекие облака газа и пыли Астрономы при помощи радиообсерватории ALMA рассмотрели детали внутренней структуры галактики MACS0416_Y1, существовавшей спустя всего 600 миллионов ...

15:55, 23 Янв В 2023 году в РФ закрылось рекордно низкое количество предприятий Аналитическая служба аудиторско-консалтинговой сети FinExpertiza сообщила, что количество закрытых коммерческих предприятий в 2023 году сократилось н...

12:00, 12 Апр Обзор HONOR Magic6 Pro: фотофлагман рекордно ярким дисплеем Обзор флагмана HONOR Magic 6 Pro с мощным процессором, рекордно ярким экраном, отличной автономностью и непревзойденной камерой с поддержкой ИИ. Техн...

21:11, 12 Апр Обзор HONOR Magic6 Pro: фотофлагман с рекордно ярким дисплеем Обзор флагмана HONOR Magic 6 Pro с мощным процессором, рекордно ярким экраном, отличной автономностью и непревзойденной камерой с поддержкой ИИ. Техн...

04:00, 04 Май Росстат фиксирует рекордно низкий уровень безработицы в России Безработица в России в марте 2023 года второй месяц подряд находилась на исторически минимальном уровне. В соответствии с методологией Международной ...

05:00, 07 Авг Samsung начала выпуск рекордно тонких модулей памяти LPDDR5X Samsung начала массовое производство самых тонких модулей памяти LPDDR5X DRAM ёмкостью 12 ГБ и 16 ГБ. Эти новые продукты имеют толщину около 0,65 мм,...

04:22, 30 Ноя Флагманский Redmi K70 Pro получил мощный чип Snapdragon и рекордно яркий дисплей Оба устройства выделяются 6,67-дюймовым OLED-дисплеем, обладающим разрешением 2K и частотой обновления изображения 120 Гц. Кроме того, экраны Redmi K...

06:55, 11 Ноя «Джеймс Уэбб» отыскал рекордно далекую спиральную галактику с перемычкой Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил самую далекую спиральную галактику с перемычкой, которая существовала, когда возраст Вселен...

04:33, 06 Апр iPhone 14 Pro рекордно подешевел в России. Цены почти как в американском Apple Store Один из лучших флагманских смартфонов на сегодняшний день iPhone 14 Pro упал в цене до 86 790 рублей на Яндекс.Маркете, хотя ещё пару дней назад за н...

05:00, 18 Дек «Джеймс Уэбб» напрямую рассмотрел кандидата в рекордно легкий одиночный коричневый карлик Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» получил прямое изображение кандидата в рекордно легкий свободно плавающий коричневый карлик в скоплен...

11:00, 25 Окт Названы плюсы и минусы рекордно тонкого смартфона HONOR Magic V3 в сравнении с Samsung Honor Magic V3 стал важным игроком на конкурентном рынке складных смартфонов, особенно в России, где выбор моделей ограничен. В сравнении с такими ус...

05:00, 10 Окт В России рекордно сократилось количество объявлений о продаже подержанных машин за последние полтора года Исследование по наличию автомобилей на вторичном рынке провели специалисты аналитического агентства CM.Expert, которые проанализировали базы объявлен...

10:00, 06 Авг Samsung начала выпуск рекордно тонких модулей памяти LPDDR5X. Толщина снижена до 0,65 мм, а термостойкость улучшена на 21,2% Samsung Electronics объявила о начале массового производства самого тонкого в отрасли модуля памяти LPDDR5X. Высота упаковки этого нового продукта со...