Волны Альфвена спасут токамаки и предотвратят ядерный апокалипсис

Исследователи применили волны Альфвена для снижения воздействия неуправляемых электронов в установках токамака, что имеет большое значение для будущих проектов в области термоядерной энергии, включая ITER во Франции.

Команда ученых под руководством Чанг Лиу из Принстонской лаборатории плазменной физики (PPPL) представила новый подход к снижению воздействия вредных неуправляемых электронов, возникающих из-за нарушений в токамаках. Основой этого подхода стало использование особого типа плазменной волны, названной в честь астрофизика Ханнеса Альфвена, лауреата Нобелевской премии 1970 года.

Долгое время считалось, что волны Альфвена ослабляют удержание высокоэнергетических частиц в токамаках, уменьшая их эффективность. Однако новые исследования показали, что в случае неуправляемых электронов эти волны могут предотвратить их превращение в "лавины", повреждающие компоненты токамака. Весь процесс, как выяснилось, имеет круговую природу: неуправляемые электроны вызывают нестабильности, порождающие волны Альфвена, которые в свою очередь предотвращают формирование "лавин".

Эти открытия, как отметил Лиу, обеспечивают понимание прямого наблюдения волн Альфвена в экспериментах. Исследователи вывели теорию этой круговой взаимосвязи, и результаты совпали с экспериментами на Национальной установке термоядерного синтеза DIII-D, управляемой General Atomics.

Феликс Парра Диаз, руководитель отдела теории в PPPL, подчеркнул, что исследования Чанг Лиу могут привести к созданию токамаков, которые естественным образом снижают ущерб от неуправляемых электронов благодаря внутренним нестабильностям.

Термоядерные реакции объединяют легкие элементы в форме плазмы, освобождая огромное количество энергии, аналогичной солнцу и звездам. Снижение риска нарушений и воздействия неуправляемых электронов может стать решающим преимуществом для токамаков.

Новый подход может стать ключевым шагом в разработке энергетических установок термоядерного синтеза и имеет большое значение для ITER, международного токамака, строящегося во Франции.

«Наши открытия создают основу для разработки новых стратегий по снижению воздействия неуправляемых электронов», - заявил Лиу. В планах проведение экспериментальных исследований для дальнейшего развития полученных результатов.