По данным недавнего моделирования, проведенного специалистами из Принстона (Нью-Джерси, США), разработан метод предотвращения утечки энергии из экспериментальных реакторов.
Ядерный синтез, технология, потенциально способная кардинально изменить производство чистой энергии, может демонстрировать неэффективность: высокоэнергетические частицы иногда покидают экспериментальные реакторы, что снижает общую результативность процесса.
Однако, согласно исследованию, проведенному Министерством энергетики США, полученные результаты были опубликованы в журнале Physics of Plasmas, специалисты, вероятно, разработали метод удержания этих частиц в нужных местах. Данное достижение способно улучшить работу экспериментальных термоядерных реакторов, например ITER — Международного экспериментального термоядерного реактора ( International Thermonuclear Experimental Reactor), строящийся сейчас на юге Франции. Его задача будет заключаться в демонстрации возможностей коммерческого использования термоядерного реактора и решении нескольких технологических проблем, с которыми могут столкнуться ученые. Стоимость проекта достигает 20 миллиардов долларов, а первые эксперименты по термоядерному синтезу трития и дейтерия с целью преобразования полученной энергии в электричество начнутся к 2027 году.
В настоящее время плазма в экспериментальных термоядерных реакторах способна генерировать волны, распространяющиеся вокруг частиц с высокой энергией. Эти волны могут достигать значительной амплитуды и вызывать вылет частиц за пределы реактора, что приводит к потере части энергии, необходимой для осуществления реакции синтеза. В рамках нового исследования ученые представили результаты компьютерного моделирования, позволяющего отслеживать и прогнозировать эти волны, открывая физикам новые инструменты для их подавления и удержания частиц. Исследователи выражают надежду, что их работа окажется полезной при создании ITER, даже несмотря на тот факт, что для этого потребуется существенно расширить моделирование.
«По предварительным оценкам, для моделирования ITER потребуется вычислительная мощность, превышающую возможности, доступные при работе с современными токамаками, примерно в миллион раз. Такой масштаб вычислений является уникальным, поэтому следующим шагом станет разработка методов, позволяющих облегчили эту симуляцию», — объясняет главный физик-исследователь Лаборатории физики плазмы в Принстоне и соавтор работы Николай Гореленков.