Плазменный шнур в токамаке EAST продержался дольше 100 секунд

Китайские физики, работающие на токамаке EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), побили мировой рекорд по времени удержания высокотемпературной плазмы в магнитном поле, составлявший 70 секунд. В ночь на 3 июля 2017 года им удалось удерживать плазменный шнур в стабильном состоянии более 100 секунд. Об этом сообщается на сайте Китайской Академии Наук.

На EAST не планируется зажечь полноценную термоядерную реакцию с тритием — параметры установки не позволяют это сделать. Однако на нем можно проводить разнообразные исследования, связанные с исследованием поведения высокотемпературной плазмы и поиска оптимальных режимов удержания, в том числе для будущих термоядерных реакторов ITER И DEMO. Это одна из немногих термоядерных установок в мире, обладающая полностью сверхпроводящей магнитной системой, созданной на основе ниобий-титановых сверхпроводников. 

В ходе рабочей кампании EAST 2017, которая продлится еще месяц, плазму, разогретую до температуры в 46 миллионов градусов Кельвина, удерживали в режиме Н-моды 101.2 секунды. Этот режим работы токамака очень важен для термоядерной энергетики — при нем тепловые потери плазмы резко снижаются, а температура в центре плазменного шнура нарастает при увеличении мощности дополнительного нагрева, что позволяет сильно увеличить энерговыделение и сделать установку более выгодной. Планируется, что международный экспериментальный реактор ITER будет работать именно в таком режиме. Кроме того, в нижней части вакуумной камере был установлен активно охлаждаемый ITER-подобный моноблочный вольфрамовый дивертор (устройство, служащее для удаления из плазмы примесей, в том числе гелия, и съема тепловой энергии), а стенки реактора целиком сделаны из металла, что дает дополнительное сходство с условиями будущих термоядерных реакторов.

Физикам удалось не просто удерживать плазму в течение длительного времени — рекорд был достигнут при работе в полностью неиндуктивном режиме поддержания тока плазмы за счет волновых методов нагрева, таких как LHCD, ICRF и ECRH. Они основаны на явлении поглощении частицами в плазме энергии радиоволн на определенных частотах, называемых резонансными. Это важная составляющая успеха для работы промышленного термоядерного реактора — в этом случае на длительность импульса не будут сильно влиять ограничения со стороны реактора, и ее можно значительно увеличить. Через 20 секунд после зажигания разряда, по заявлению физиков, все параметры плазмы пришли в достаточно стабильное состояние, вплоть до конца эксперимента.

Это весьма неплохие результаты, которые пока, правда, не дотягивают до параметров, необходимых для работы промышленного термоядерного реактора. В дальнейшем физики планируют увеличить температуру плазмы и время удержания, причем не только в рамках работ для реактора ITER, но и по программе создания китайского экспериментального термоядерного реактора CFETR (China Fusion Engineering Test Reactor), первые эксперименты на котором планируется начать в 2030 году. Вторая серия экспериментов на токамаке EAST начнется уже осенью этого года.

Ранее мы рассказывали о первой плазме в новом английском токамаке ST40, принадлежащем частной компании, о переводе импульсного термоядерного синтеза на жидкое топливо, а также об успехах нового немецкого экспериментального термоядерного реактора Wendelstein 7-X.

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Симпатическое охлаждение левитирующих частиц оказалось чувствительно к давлению

Европейские физики проверили, как работает симпатическое охлаждение при взаимодействии двух оптически левитирующих микрочастиц. Оказалось, что его эффективность сильно зависит от давления окружающего воздуха. Таким способом удалось добиться субкельвиновой температуры. Исследование опубликовано в Optica.