Ученые Массачусетского технологического института разработали новые условия проведения управляемых реакций термоядерного синтеза, при которых происходит интенсивная очистка рабочего вещества от продуктов реакции, которые являются своего рода загрязнителями, препятствующими дальнейшему поддержанию непрерывной реакции. Этот метод может стать ключевым методом, благодаря которому наконец-то будет реализовано практическое использование термоядерного синтеза в качестве неисчерпаемого источника чистой энергии.

Команда ученых, работающих над реактором Alcator C-Mod, одним из самых высокотехнологичных термоядерных реакторов в мире, обнаружили новый набор рабочих параметров реактора. Применение этих параметров позволяет эффективно удерживать высокотемпературную плазму в реакторе, поддерживать ее энергетический потенциал и удалять из облака плазмы загрязняющие частицы, которые впоследствии улавливаются ловушками и удаляются из объема реактора.

Как и большинство экспериментальных термоядерных реакторов, реактор Alcator C-Mod является реактором типа токмак, где сильнейшие магнитные поля используются для того, что бы удержать горячий плазменный шнур по центру реактора, имеющего тороидальную форму. В зависимости от формы и силы магнитных полей высокая температура и заряженные частицы плазмы могут просачиваться сквозь магнитный заслон, этот режим называется L-mode, low-confinement, или концентрироваться в одном месте плазменного шнура, режим H-mode, high-confinement. Ученые MIT нашли третий режим, который они назвали I-mode (от improved), при использовании которого тяжелые заряженные частицы, являющиеся загрязнителями, могут пройти сквозь магнитный заслон, а высокая температура удерживается в пределах плазмы, как в режиме H-mode.

Новый режим поддержания реакции термоядерного синтеза может использоваться для инициации управляемых самоподдерживающихся реакций термоядерного синтеза, которые проходят под воздействием «самонагрева», не требуя подвода значительного количества внешней энергии. Ожидается, что практическая ценность нового типа термоядерных реакций будет проверена на французском реакторе ITER, пуск которого состоится в самом ближайшем времени.