Поиск - новости науки и техники

От винта! К Новому году в ИЯФ СО РАН запустили уникальную установку.

Межпланетные полеты или термоядерная энергетика? Выбирать не придется! Эксперименты на Спиральной магнитной открытой ловушке (СМОЛА), торжественный запуск которой состоялся в ИЯФ 25 декабря, в случае удачи могут приблизить человечество и к тому, и к другому. Ловить и удерживать плазму необходимо для создания термоядерного реактора, и здесь имеют большое значение плотность плазмы, температура ее нагрева и время удержания в ловушке. В настоящее время по совокупности этих параметров лидируют токамаки, поэтому именно эта схема стала основой ИТЭР – крупнейшего международного проекта по созданию экспериментального термоядерного реактора в Кадараше (Франция). 
Линейные (открытые) системы удержания плазмы, в течение многих лет разрабатываемые в ИЯФ, принципиально отличаются от токамаков – замкнутых магнитных ловушек, внешним видом напоминающих бублик. В конце 2013 года в Институте ядерной физики в экспериментах были получены рекордные параметры плазмы в открытой ловушке. Перейден принципиальный рубеж в 10 миллионов градусов и продемонстрировано, что потери тепла от прямого контакта плазмы со стенкой ловушки во много раз меньше, чем ожидалось. Но проблемой открытых ловушек оставалась “утечка” – так называемые “продольные потери” плазмы.
– “Бутылка Будкера” – открытая ловушка с магнитной пробкой, – отметил на торжественном запуске установки мэр Новосибирска Анатолий Локоть, продемонстрировав недюжинные познания в вопросе. – В этом направлении никто исследований не ведет. Фактически ученые ИЯФ СО РАН – первооткрыватели, которые идут своей дорогой. Запуск установки СМОЛА – еще один шаг вперед, который, надеюсь, приблизит нас к термоядерной энергетике.
Дело в том, что строительство термоядерного реактора на основе токамака – дело весьма затратное (смета ИТЭР превышает 15 миллиардов евро) и не такое уж экологически безопасное: в закрытой ловушке в качестве топлива используется смесь трития и дейтерия. Но тритий и сам радиоактивен, и в процессе реакции образуется нейтронная радиация. 
 – Открытые ловушки позволяют создавать экологически чистые реакторы на основе безнейтронного топлива, – отметил заместитель директора ИЯФ Александр Иванов. – Новая винтовая линейная ловушка позволит нам проверить очень красивую идею удержания плазмы с помощью своего рода “мясорубки” или, точнее, винта Архимеда. Если наша концепция окажется верна, сделаем шаг и на пути к созданию мощных плазменных двигателей для межпланетных полетов.
– Частицы плазмы стремятся вылететь из этой “мясорубки”, но если мы будем крутить ручку в обратном направлении, то они будут двигаться назад – плазма останется в ловушке, – объяснил принцип работы установки руководитель проекта старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Антон Судников.
Грант РНФ “Развитие исследовательского и технологического потенциала ИЯФ СО РАН в области физики ускорителей, физики элементарных частиц и управляемого термоядерного синтеза для науки и общества” помог институту подготовить к запуску целый ряд новых установок в области физики плазмы. В экспериментах начала 2018 года должны быть проверены два независимых принципа уменьшения продольных потерь плазмы в открытых ловушках, что позволит улучшить параметры удержания в десятки раз.Итоги 2017 года оказались, по словам директора ИЯФ академика Павла Логачёва, очень перспективными и в остальных направлениях: начаты испытания мощного клистрона (высокочастотного генератора, который является важной частью системы ускорения частиц в коллайдере). Ранее клистроны в России не производились. С помощью нового инжекционного комплекса достигли рекордной светимости на “родных” институтских коллайдерах – ВЭПП-2000 и ВЭПП-4М – что позволило получить самые точные в мире результаты в области физики элементарных частиц, в частности, при регистрации образования адронов. Наконец, совершенно неожиданный эффект обнаружен при изучении  воздействия плазмы на вольфрам. Оказалось, что плазменная дорожка “меняет ориентацию” поликристаллической структуры вольфрама – все кристаллы разворачиваются в одну сторону. Природу такого явления и его возможное применение еще предстоит изучать.
– Уникальность запускаемой сегодня установки – в том, что от появления идеи до ее воплощения в металле прошло всего три года, – подчеркнул руководитель Сибирского территориального управления ФАНО России Алексей Колович.
Александр Иванов заметил, что если будет одобрена российская национальная программа по управляемому термоядерному синтезу, обсуждение которой сейчас ведется, под следующую установку – газодинамическую магнитную ловушку  – будет построен отдельный корпус. 
– Институт ядерной физики – один из немногих в Сибирском отделении, что может вкладывать средства в строительство установок и с их помощью совершать научные прорывы. Можно найти и российские, и международные источники финансирования, но сначала требуется предъявить значимый результат, – констатировал председатель СО РАН академик Валентин Пармон.
Под руководством Антона Судникова вице-губернатор Новосибирской области Анатолий Соболев и мэр Новосибирска Анатолий Локоть провели два первых эксперимента – запустили пучок плазмы в разных режимах. Данные зафиксированы, их будет обрабатывать команда проекта – десять молодых физиков, четверо из которых – еще студенты.
Ольга КОЛЕСОВА
Фото пресс-службы ИЯФ СО РАН

Нет комментариев