Открытие томских ученых поможет решить проблему зажигания термоядерной реакции
Явление генерации магнитозвуковых волн при взрывном сжатии (имплозии) проводников мегаамперными импульсами тока, открывающее новые возможности для реализации инерциального термоядерного синтеза, зарегистрировал в эксперименте и теоретически описал коллектив ученых Института сильноточной электроники (ИСЭ) СО РАН под руководством доктора физ.-мат. наук Владимира Орешкина, 18 января сообщает пресс-служба Томского научного центра СО РАН.
Ведущий научный сотрудник отдела высоких плотностей энергии ИСЭ СО РАН к. ф.-м. н. Александр Русских пояснил суть явления, экспериментально зафиксированного в проведенном ими эксперименте по исследованию поведения вещества в экстремальных условиях больших температур и давлений:
«Имплозия медных проводников происходит в режиме скинирования тока (эффект уменьшения амплитуды электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводника — прим. ИА Красная Весна). Это когда ток протекает по тонкому слою вещества вблизи его внешней границы, а процесс нарастания тока происходит так быстро, что электромагнитное поле не успевает проникнуть глубоко внутрь проводящего вещества. Поэтому вблизи поверхности проводника не только образуется плазма, но и возникают магнитозвуковые волны».
Он уточнил, что эксперименту предшествовала серьезная работа по созданию и экспериментальной проверке уравнений состояния вещества, ставших основой теоретических расчетов, которые позже были проверены в ходе экспериментальных исследований. Эксперименты подтвердили и генерацию магнитозвуковых волн, и правильность физических подходов, использованных в теоретических расчетах.
Обнаруженное учеными ИСЭ СО РАН явление представляет собой низкочастотные (с периодом несколько сотен наносекунд) магнитозвуковые колебания, которые, потенциально способны помочь решить проблему зажигания термоядерной реакции.
Кроме того, прорыв в понимании процесса распространения волны нелинейной диффузии магнитного поля в веществе, его математическое описание наряду с процессом распространения ударных и магнитозвуковых волн позволяет создавать для разрабатываемых в институте мультитераваттных генераторов лучшие условия для транспортировки электромагнитной энергии по вакуумным передающим линиям.
Эксперимент проводился на уникальной научной установке ИСЭ СО РАН — сильноточном импульсном генераторе ГИТ-12, при амплитуде тока до 5 мегаампер и времени нарастания тока около 2 микросекунд. ГИТ-12 — это 12 параллельно включенных генераторов Маркса, занимающий площадь более 1200 кв. метров.
