Ученые Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) добились значительного прогресса в удержании плазмы на установке СМОЛА (спиральная магнитная открытая ловушка). Применение комбинации коротких и винтовых магнитных пробок позволило увеличить плотность удерживаемой плазмы в три раза и снизить продольные потери частиц в пять раз.
СМОЛА представляет собой линейную установку, где плазма удерживается магнитным полем. Особенность открытых ловушек в том, что силовые линии магнитного поля не замыкаются внутри устройства, поэтому плазма может вытекать по краям. Новый подход ИЯФ СО РАН сочетает мощные магнитные поля коротких пробок по краям с винтовым магнитным полем в центральной секции, что эффективно направляет плазму от краев к центру и минимизирует утечки.
«Наша комбинация пробок работает как набор «кубиков конструктора». Мы совмещаем разные методы удержания плазмы, получая их суммарный эффект, который превосходит возможности каждого из них по отдельности», – объясняет старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Антон Судников.
Простота и масштабируемость открытых ловушек
Открытые ловушки выгодно отличаются своей конструктивной простотой от токамаков (тороидальные камеры с магнитными катушками). Линейные установки легче модифицировать и масштабировать.
Физики изучат редкие столкновения ионов в горячей плазме, чтобы приблизить параметры СМОЛы к более крупным установкам, таким как газодинамическая многопробочная ловушка (ГДМЛ). На следующем этапе на СМОЛе будет установлен источник переменной ВЧ-волны, способный разогревать ионы до температуры 500 тысяч градусов Цельсия.
«Мы хотим перейти к конфигурациям, которые больше напоминают полноценную ловушку, например – ГДМЛ, но в уменьшенном виде. Эти эксперименты помогут изучить процессы, которые должны происходить в горячей плазме, и подготовить технологию для масштабирования», – добавляет Антон Судников.
Главное фото: Антон Судников
Фото в тексте: Т. Морозова
