Построить термоядерный реактор ученым поможет новая методика
Физики из разных стран разработали методику, позволяющую предсказать влияние ошибок при проектировании магнитных полей на работу термоядерного реактора, 23 сентября сообщает Phys.org.
Международная группа исследователей во главе с физиками из Принстонской лаборатории физики плазмы министерства энергетики США (DOE) разработала методику, которая предсказывает, как ошибки в расположении магнитов могут повлиять на работу токамаков. Эти прогнозы могут помочь инженерам проектировать термоядерные установки.
Команда ученых сформулировала правило, известное как закон масштабирования, который помогает угадывать свойства будущих токамаков, основываясь на работе существующих устройств. Этот закон в значительной степени основан на трехлетних экспериментах на национальной термоядерной установке DIII-D, которая работает в Сан-Диего. Исследователи также использовали базу данных ошибок полевых эффектов при строительстве международной установки ИТЭР во Франции.
Данные, полученные при работе экспериментальных установок в разных лабораториях, позволили сформулировать диапазоны погрешностей при расположении магнитов для устойчивой работы реактора ИТЭР.
Неровности в формировании или размещении магнитов токамака могут создать условия, которые вызывают возмущения в плазме, в результате чего она вырывается из магнитной ловушки и выплескивается на стенки реактора.
«Вопрос заключается в том, в каком диапазоне допустимы погрешности при расположении магнитов ИТЭР. Мы хотим предотвратить сбои в ИТЭР, потому что они могут, как помешать реакциям синтеза, так и повредить стенки камеры», — сказал Николас Логан, физик PPPL.
Исследователи разработали комбинированный метод из двух компьютерных кодов, которые используются для моделирования полей ошибок в токамаках Южной Кореи, Китая, Великобритании и других странах. Затем, изменяя диапазоны полей ошибок, они добивались условий, при которых плазменный жгут распадался. Исследователи надеялись найти закономерности, позволяющие им сформулировать простое правило, которое поможет сделать предположения о будущих сбоях в работе строящихся токамаков.
В дальнейшем физики планируют собрать больше информации из экспериментов с токамаками, чтобы сделать закон масштабирования более точным. Это позволит прогнозировать производительность реакции синтеза, как в ядре, так и в периферийных областях плазмы.
