Словно в недрах солнца

Глобус-М: идея управляемого термоядерного синтеза

18Globus1


Сотрудники Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе (ФТИ им.А.Ф.Иоффе) провели исследования по происхождению процессов теплообмена в плазме сферического токамака Глобус-М.

Глобус-М — это уникальная научная установка (УНУ) была запущена ФТИ им.А.Ф.Иоффе в 1999г. Токамак сооружён под руководством сотрудников ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН, при участии ученых и инженеров Научно-Исследовательского Института Электрофизической аппаратуры, Троицкого института Инновационных и Термоядерных исследований, РНЦ Курчатовский институт, Государственного Политехнического Университета и других организаций.

УНУ Глобус-М входит в тройку лидирующих установок, наряду с NSTX (США) и MAST (Великобритания), предназначен для изучения поведения плазмы в лабораторных условиях, а не в реакторном режиме.Современный исследовательский комплекс позволяет проводить исследования водородной плазмы при ее температуре до 10 миллионов градусов. Нагрев осуществляется с помощью тока протекающего по плазменному шнуру и методами дополнительного нагрева. Получена рекордная для сферических токамаков плотность плазмы, предложены и отрабатываются новые методы радиочастотного нагрева плазмы и новые методы подачи топлива в горячий плазменный шнур. Полученные данные позволят существенно улучшить понимание фундаментальных процессов в плазме токамака, с одной стороны, и оценить перспективнось применения сферических токамаков в реакторной программе с другой.

В настоящее время Глобус-М является единственной установкой в России, где осуществляется исследования плазмы в конфигурации термоядерного реактора (диверторной конфигурации).

Как рассказал Глеб Курскиев, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории физики высокотемпературной плазмы ФТИ им.А.Ф.Иоффе, получено практическое подтверждение того, что особенности физических процессов в плазме сферического токамака Глобус-М препятствуют возникновению дополнительных потерь тепла по ионному каналу из-за турбулентности плазмы, а следовательно установка такого типа является основой для создания компактного источника термоядерных нейтронов.

Модель для расчета параметров нагрева плазмы, создания компактного источника термоядерных нейтронов, подтвержденная экспериментально, позволит спроектировать компактный источник высокоэнергичных нейтронов, которые можно использовать для деления тяжелых ядер. В процессе также можно получать энергию. Это исследование существенно ускорит разработку и внедрение более эффективных ядерных систем, использующих процессы как синтеза, так и деления.
В реакциях термоядерного синтеза получают более тяжелые атомы из легких радиоактивных аналогов водорода, дейтерия и трития. Газ легких элементов нагревают до температуры в 100 миллионов градусов, что позволяет образовать плазму — газ из заряженных частиц: ионов и электронов. Для удержания плазмы внутри установки, требуется сильное магнитное поле, для этого и необходимы специальные установки — токамаки, которые опоясаны катушками, проводящими электрический ток и создающими такое поле. Внутри установки разогретые ионы плазмы сталкиваются друг с другом и образуют гелий и нейтроны с очень высокой энергией, как это происходит в недрах Солнца. При этом энергия нейтронов превышает затраты на разогрев плазмы, что позволяет получать эту разницу в виде энергии для промышленного использования. Термоядерные электростанции признают безопасными и экологичными: по сравнению с атомными в них не происходит взрывных реакций, а в отличие от сжигания углеводородов — нет выбросов углекислого газа и оксидов азота, способствующих глобальному потеплению и загрязняющих окружающую среду. Более того, полученные при термоядерном синтезе нейтроны могут разрушать радиоактивные отходы на атомных электростанциях.

По материалам сайтов: Российский научный фонд (РНФ) www.rscf.ru,
Российская академия наук (www.ras.ru),
Людмила ГЛАДИЛИНА

  • Просмотров: 9684

© Texnograf.ru, 2014 — 2020.
Cвидетельство о регистрации
Эл № ФС77-68065

Возрастная категория: 16+
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.