Группа исследователей под руководством профессора Гошэна Сюй из Института физики плазмы, входящего в состав Хэфэйских институтов физических наук Китайской академии наук , продемонстрировала новый режим работы плазмы на термоядерном реакторе EAST, который одновременно снижает тепловое воздействие на компоненты реактора, подавляет разрушительные неустойчивости и поддерживает сильное удержание энергии. Достижение, поддержанное в течение примерно минуты в среде с металлическими стенками, было недавно опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Как известно, внутри термоядерного реактора вещество нагревается до температур выше солнечных и удерживается мощными магнитными полями. Однако поддержание стабильности этой перегретой плазмы достаточно долго для получения полезной энергии остается одной из самых сложных задач в этой области.
Одна из главных проблем заключается в том, что край плазмы может высвобождать мощные энергетические выбросы, способные повредить стенки реактора, а выхлопная система должна также выдерживать огромные тепловые нагрузки, сравнимые с теми, которые возникают на космическом аппарате во время входа в атмосферу.
Китайские учёные предлагают решение этой проблемы. В новом исследовании ученые точно контролировали впрыскивание легких примесных газов внутрь токамака EAST для создания того, что они называют режимом отсоединенного дивертора и турбулентно-доминирующего пьедестала (DTP).
Благодаря точной регулировке подачи газа в реальном времени исследователи добились частичного отрыва дивертора без ущерба для стабильности. В этих условиях значительно снизилось количество тепла, достигающего диверторных пластин, полностью исчезли ELM-разряды, а температура электронов на пьедестале повысилась, улучшив удержание энергии. Сочетание частичного отрыва и закрытой конструкции дивертора помогло улавливать и удалять нейтральные частицы, что уменьшило охлаждение на краю плазмы и усилило температурный градиент.
Исследователи считают, что эта работа указывает на перспективный способ сбалансировать контроль температуры дивертора с эффективным удержанием плазмы, решая давнюю проблему в развитии термоядерной энергетики.
https://scitechdaily.com/
