Согласно новому моделированию, проведенному специалистами из Принстона (Нью-Джерси, США), разработаны методы предотвращения утечки энергии из экспериментальных реакторов.
Ядерный синтез, технология, потенциально способная коренным образом изменить производство чистой энергии, может демонстрировать неэффективность: высокоэнергетические частицы иногда покидают экспериментальные реакторы, что снижает общую производительность процесса.
Согласно данным исследования, проведенного Министерством энергетики США, результаты были опубликованы в журнале Physics of Plasmas, эксперты, вероятно, разработали метод фиксации этих частиц в нужных местах. Данная работа способна улучшить производительность опытных термоядерных установок, 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 порождать волны, которые распространяются вокруг частиц, обладающих высокой энергией. Эти волны могут достигать значительной амплитуды и приводить к выходу частиц за пределы реактора, что влечет за собой потерю части энергии, необходимой для осуществления реакции синтеза. В новом исследовании ученые представляют результаты компьютерного моделирования, позволяющего отслеживать и прогнозировать возникновение этих волн, что открывает физикам новые возможности для их подавления и удержания частиц. Исследователи рассчитывают, что их работа будет способствовать созданию ITER, даже несмотря на тот факт, что для этого потребуется существенно расширить моделирование.
«По предварительным оценкам, для моделирования ITER потребуется вычислительная мощность, превышающую возможности нынешних токамаков в миллион раз. Это объем вычислений, не имеющий аналогов, поэтому следующим шагом станет разработка методов, позволяющих облегчили эту симуляцию», — объясняет главный физик-исследователь Лаборатории физики плазмы в Принстоне и соавтор работы Николай Гореленков.