Достигнут режим плазмы токамака с высокой плотностью и высоким удержанием для термоядерной энергии
Чтобы сдержать плазму по мере увеличения ее плотности, учёные использовали дополнительные магниты и выбросы дейтерия там, где это было необходимо. Это позволило добиться более высокой плотности в ядре, чем по краям, что помогло гарантировать, что плазма не сможет выйти наружу. Время удержания в этом состоянии составило 2,2 секунды — достаточно долго, чтобы доказать, что это возможно. Обнаружено, что в течение этого короткого промежутка времени средняя плотность в реакторе на 20% превышала предел Гринвальда — предсказанный теоретический барьер, который отмечает точку, где добавленное давление выйдет за пределы магнитного поля, удерживающего плазму на месте.
База данных H 98y2 и f Gr для разрядов DIII-D. Включено более 3600 разрядов. Фиолетовые ромбы демонстрируют эксперименты с высоким содержанием β P , проведенные в 2019 году с введением примесей. Синие квадраты — это новые эксперименты с высоким содержанием β P , проведенные в 2022 году без введения примесей. Желтыми кружками обозначены все остальные эксперименты, проведенные в 2019–2022 гг. Область, заштрихованная оранжевым цветом, указывает на пространство параметров для привлекательных конструкций FPP. Вертикальные и горизонтальные пунктирные линии показывают f Gr = 1,0 и H 98y2 = 1,0 соответственно.
Фото: Природа (2024 г.). DOI: 10.1038/s41586-024-07313-3
Чтобы сдержать плазму по мере увеличения ее плотности, физики использовали дополнительные магниты и выбросы дейтерия там, где это было необходимо. Они также позволили добиться более высокой плотности в ядре, чем по краям, что помогло гарантировать, что плазма не сможет выйти наружу. Они удерживали его в этом состоянии 2,2 секунды, достаточно долго, чтобы доказать, что это возможно.
Они также обнаружили, что в течение этого короткого промежутка времени средняя плотность в реакторе на 20% превышала предел Гринвальда — теоретический барьер, который, как было предсказано, отмечает точку, где добавленное давление выйдет за пределы магнитного поля, удерживающего плазму на месте.
Они также установили, что стабильность плазмы была H 98y2 выше 1, что означает, что эксперимент удался.
Исследовательская группа признает, что их эксперимент проводился в очень маленьком реакторе диаметром всего 1,6 метра. Чтобы такое достижение можно было считать полностью успешным, оно должно быть реализовано в реакторе гораздо большего размера, таком как тот, который сейчас строится во Франции, диаметр которого будет составлять 6,2 метра.