Снутри токамаков нашли усиливающее ненужную турбулентность явление
Ученые Ок-Риджской государственной лаборатории и Калифорнийского универа в Сан-Диего нашли внезапное явление, которое усугубляет работу реакторов термоядерного синтеза. Итоги исследования выложены в журнальчике Plasma Physics and Controlled Fusion.
В токамаках появляется тороидальное магнитное поле, которое держит подогретую до экстремальных температур плазму, не давая ей касаться стен. Это удержание ограничено устойчивой потерей тепла, вызванной турбулентностью. Раньше предполагалось, что ненужная турбулентность понижается, если плазма начинает вертеться под воздействием инжекции нейтрального луча — пучка быстродвижущихся атомов и молекул.
В новеньком исследовании был применен суперкомпьютер Frontier в Окриджской государственной лаборатории Министерства энергетики США. Ученые смоделировали воздействие вращения плазмы на ионы и электроны, беря во внимание их сложное сотрудничество. Это позволило моделировать турбулентность на границе плазмы, близкой к стенам токамака, с высочайшей степенью точности.
Оказалось, что сотрудничество меж ионами и электронами в краевой области плазмы токамака может увеличивать турбулентность, невзирая на предположение, что кручение плазмы понижает турбулентность ионов. Открытие противоречит имеющимся теориям, согласно которым легкие электроны не оказывают значимого воздействия на турбулентность. Это значимо для оптимизации конструкций токамаков, таких как ИТЭР, где сохранение тепла и энергии в плазме является критически основным для поддержания реакции.
Также было смоделировано воздействие разных изотопов водородного горючего на ядерный сбор, обобщение. Использование однородной консистенции дейтерия и трития (DT) связано с пятикратным повышением производительности по сопоставлению с обыкновенной дейтериевой плазмой.