Сотрудникам Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (Новосибирск) удалось получить рекордную для квазистационарных магнитных ловушек открытого типа температуру: 400 электрон-вольт (или 4,5 миллиона градусов). Результат был достигнут на установке, которая называется газодинамической ловушкой и используется для удержания раскаленной плазмы в магнитном поле.

Для того чтобы термоядерный синтез имел положительный выход, нужно, во‑первых, иметь температуру сливающихся ядер для легких изотопов — водорода, дейтерия и трития — около 100 миллионов градусов и, во‑вторых, уметь удерживать такую плазму, которая состоит из ионов и электронной компоненты, в течение примерно секунды. С первым проблем нет: частицы с нужной энергией получаются с помощью системы атомарной инжекции. Главный вопрос заключается именно во времени удержания, которое очень сильно зависит от электронной температуры, которую нужно иметь наиболее высокую.

Специалистам ИЯФ СО РАН удалось достичь хороших показателей и, таким образом, получить достаточную временную протяженность по отношению к главной компоненте, которая участвует в реакциях синтеза. Это около десятка миллисекунд, но этого хватает, чтобы система могла быть использована как источник для управления гибридными реакторами.

Чтобы нагреть электронную компоненту, ученые ИЯФ СО РАН использовали разработку Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород) — мощный источник микроволнового излучения.

«Ближайшие перспективы таковы: достигнув такой температуры, мы можем говорить о сооружении очень мощного электронного генератора, который по своим параметрам фактически будет эквивалентен ITER — большому токамаку», — говорит заместитель директора ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Александр Иванов.

Газодинамическая ловушка может использоваться в качестве нейтронного источника, то есть термоядерного реактора с относительно низким КПД. Еще одно перспективное применение — утилизация радиоактивных отходов: такая система может работать, используя отработанное ядерное топливо (плутоний, минорные актиниды, имеющие очень долгий период полураспада) — дожигать его до остатков, которые имеют короткое время жизни.

В планах научно-исследовательской группы — переоборудование установки и подключение второго источника СВЧ-излучения, что, по словам Александра Иванова, открывает возможность увеличить температуру еще примерно в 1,5 раза.

По сообщению СО РАН