Ядерные термоядерные реакторы производят энергию за счёт слияния лёгких атомных ядер в более тяжёлые. Этот процесс сопровождается выделением большого количества энергии и не приводит к выбросам парниковых газов.
Одной из наиболее перспективных конструкций термоядерных установок считаются токамаки — устройства, удерживающие и нагревающие плазму с помощью магнитных полей. Однако при их эксплуатации возникает проблема отвода тепла: часть плазмы может соприкасаться со стенками реактора, что снижает срок службы оборудования и его эффективность.
Исследователи Федеральной политехнической школы Лозанны провели эксперименты на токамаке TCV и выявили новый механизм отвода тепла. Речь идёт о конфигурации, при которой в зоне дивертора создаётся дополнительная X-точка — область, где линии магнитного поля пересекаются определённым образом. Эта зона позволяет равномерно распределять тепло и снижать нагрузку на материалы внутри реактора.
Авторы работы назвали новую схему XPTR — излучатель целевой X-точки. Эксперименты показали, что дополнительная X-точка расположена за пределами зоны удержания плазмы и не влияет на её стабильность. При этом температурная нагрузка на дивертор заметно снижается, что потенциально может продлить срок службы будущих термоядерных установок.
Разработка планируется к внедрению в токамаках нового поколения, включая установку SPARC, создаваемую совместно Массачусетским технологическим институтом и компанией Commonwealth Fusion Systems. В рамках дальнейших исследований специалисты проводят дополнительные эксперименты и моделирование для оценки устойчивости и эффективности новой конфигурации.
Источник: phys.org