Фізики з’ясували, що плазмова нестабільність може покращити термоядерний синтез

Науковці експериментально підтвердили, що один із типів плазмової нестабільності, який раніше вважався шкідливим для термоядерних реакторів, може покращувати їхню роботу. Результати дослідження опубліковані у журналі Physical Review Letters.

Термоядерний синтез відтворює процеси, що відбуваються в ядрі Сонця: за температури близько 150 мільйонів градусів Цельсія, що приблизно вдесятеро перевищує температуру сонячного ядра, у плазмі з важких ізотопів водню — дейтерію та тритію — виділяється енергія. Для утримання такої гарячої плазми використовують магнітні поля, зокрема в установках типу токамак.

Однією з головних перешкод для тривалого синтезу є турбулентність плазми, через яку втрачається тепло. Експерименти на найбільшому в Північній Америці токамаку DIII-D, розташованому в Сан-Дієго, показали, що електричні струми, зумовлені альфвенівськими власними модами — коливаннями плазми в магнітному полі, — можуть зупиняти цю турбулентність.

Раніше ці плазмові хвилі вважали перешкодою, оскільки вони погіршували утримання плазми. Однак за певних умов вони пригнічують турбулентність, що сприяє зростанню температури плазми та створює сприятливіші умови для синтезу. Збереження більшої кількості тепла підвищує потенціал реакції та дозволяє підтримувати її довше.

Отримані дані планують застосувати в подальших експериментах із термоядерним синтезом. Це наближає вчених до отримання практично необмеженої чистої енергії та зменшення залежності від викопного палива.