Последний эксперимент проводился на установке токамак с переменной конфигурацией (TCV) на территории кампуса EPFL.
Горячая плазма в токамаке удерживается в тороидальной конфигурации магнитными полями.
ЕПФЛ
В то время как эксперименты по термоядерному синтезу проводятся в ряде стран мира, ученые в Швейцарии нашли способ отвода нежелательного тепла из токамака. Ожидается, что это станет ключевым фактором безопасности реактора в условиях высоких температур.
Токамак, конструкция термоядерного реактора, использует магнитное поле в форме пончика для удержания горящей плазмы, но его перегрев может привести к серьезным повреждениям, поскольку плазма может взаимодействовать со стенкой реактора.
Таким образом, ученые одного из ключевых европейских экспериментов на токамаке продемонстрировали новый и потенциально эффективный способ сброса избыточного тепла.
Ученые смогли усилить полезное, отводящее тепло излучение
Кеннет Ли из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) и его коллеги провели эксперимент на токамаке переменной конфигурации (TCV) на территории кампуса EPFL.
TCV, как и другие современные токамаки, содержит так называемую точку X. Поперечное сечение внешнего магнитного поля пончика имеет точку внизу, где пересекаются линии поля, создавая отверстие для отвода побочных продуктов реакции через узкую магнитную воронку, называемую дивертором.
Исследователи из EPFL поняли, что они могут усилить полезное теплоотводящее излучение, изменив конфигурацию удерживающего поля, включив в него вторую точку X вдоль воронки дивертора.
Новые эксперименты в TCV подтвердили новую концепцию
Эксперименты в TCV подтвердили эту концепцию, которую они называют X-точечным целевым радиатором (XPTR). Более того, условия для заполнения XPTR плазмой оказались легко достижимыми и контролируемыми. Ли отмечает, что концепция XPTR может быть реализована в SPARC, токамак-реакторе следующего поколения, разрабатываемом Commonwealth Fusion Systems, Массачусетс, в сотрудничестве с MIT, согласно Американскому физическому обществу.
TCV — это основная экспериментальная установка на площадке CRPP в Лозанне. TCV означает «Tokamak à Configuration Variable» и, таким образом, рассказывает об основных свойствах этой машины. Концепция токамака в настоящее время считается самой передовой концепцией термоядерного реактора.
Горячая плазма в токамаке удерживается в тороидальной конфигурации магнитными полями – частично создаваемыми внешними катушками, а частично создаваемыми внутренним тороидальным плазменным током. Это позволяет создавать достаточно высокие температуры в плазме, чтобы достаточная реакция синтеза могла происходить в контролируемых условиях.
Термоядерная электростанция, способная преобразовывать энергию, выделяющуюся в реакциях ядерного синтеза легких атомов (например, водорода), в электричество, рассматривается как перспективный и практически неограниченный источник энергии на ближайшие столетия, когда другие энергетические ресурсы (нефть, уголь и уран) будут исчерпаны.
Радиатор X-point
Новый тип излучателя X-точки, разработанный Ли и его коллегами, отличается значительно облегченным доступом к отделению и существенно сниженной чувствительностью положения радиационного фронта вблизи вторичной точки X. Он создавался вторичной точкой X, расположенной на значительном расстоянии от ограниченной плазмы.
В соответствии с упрощенной аналитической моделью физическое происхождение излучения Х-точки коренится в ее магнитной геометрии, независимо от того, замкнуты или разомкнуты линии поля.
По словам исследователей, представленные результаты открывают класс новых концепций мощного выхлопа, в которых можно надежно избежать охлаждения кромки излучения во время отсоединения дивертора.
Sourse: interestingengineering.com
