Токамак EAST установил новый мировой рекорд по времени удержания плазмы

Китайские физики, работающие на токамаке EAST, поставили новый мировой рекорд по времени удержания горячей плазмы в магнитном поле — им удалось удерживать плазму, разогретую до 120 миллионов кельвинов, 101 секунду, а плазму, разогретую до 160 миллионов кельвинов — в течение 20 секунд, сообщает агентство «Синьхуа».

EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) является одной из немногих термоядерных установок в мире, обладающих полностью сверхпроводящей магнитной системой, созданной на основе ниобий-титановых проводников. На токамаке ведутся исследования в области термоядерного синтеза, в частности возможности длительного удержания (несколько сотен секунд) высокотемпературной плазмы в магнитном поле, отработки методики безындукционного нагрева плазмы, диагностики и контроля плазменных неустойчивостей, а также разработки материалов для компонентов, обращенных к плазме, таких как дивертор и первая стенка токамака. Установка не только играет важную роль во вкладе Китая в проект международного термоядерного реактора ITER, но и должна помочь ученым в разработке проекта китайского экспериментального термоядерного реактора CFETR.

Большой радиус вакуумной камеры токамака составляет 1,7 метра, а малый — 0,4 метра, ее внутренняя облицовка выполнена целиком из металла, а внизу камеры установлен охлаждаемый водой вольфрамовый дивертор. За поддержание тока в плазме отвечают системы волнового нагрева, такие как LHCD, ICRF и ECRH, а максимальное значение тороидального магнитного поля составляет 3,5 тесла.

EAST работает с 2006 года и за это время поставил несколько рекордов по длительности удержания все более горячей плазмы. 28 мая 2021 года китайским ученым удалось побить рекорд по длительности удержания разряда, ранее достигнутый на южнокорейском токамаке KSTAR. Им удалось удерживать плазму, разогретую до электронной температуры в 120 миллионов кельвинов (в центре плазменного шнура), удерживали в режиме Н-моды 101 секунду, ток в плазме при этом составил более 500 килоампер. Кроме того, был проведен эксперимент, в ходе которого удалось продержать плазму, нагретую до 160 миллионов кельвинов, в течение 20 секунд.

Несмотря на то, что полученные результаты стали новым рекордом, они пока что не дотягивают до параметров, необходимых для работы промышленного термоядерного реактора-токамака. В частности, в проекте ITER исследователи намерены удерживать плазму, разогретую до температуры в 150 миллионов кельвинов, в течение 400 секунд. Тем не менее, данные, полученные в ходе работы, должны помочь увеличить в дальнейшем время удержания и температуру плазмы.

Помимо ITER, стройка которого идет полным ходом, есть и частные компании, занимающиеся исследованиями в области термоядерного синтеза. О них можно прочесть в материале «Это будет бомба».

Александр Войтюк