Тороидальная установка, или токамак — один из ведущих методов решения задачи удержания плазмы для достижения условий управляемого термоядерного синтеза. Однако применение этого метода сталкивается с рядом проблем. Одну из них — появление краевых локализованных мод — ученые из Принстонской лаборатории физики плазмы предложили решить при помощи нового сочетания методов управления плазмой на основе двух уже существующих подходов: EECD и RMP. Оно позволяет избежать незапланированного окончания термоядерной реакции в токамаках, которое может повредить реактор.

EECD, или электрон-циклотронное поддержания тока используется в экспериментах по магнитному удержанию токов плазмы. Применение RMP, или резонансных магнитных пертурбаций обеспечивает намеренное включение в плазму небольших, контролируемых магнитных помех. Новый метод ученых из Принстонской лаборатории при Министерстве энергетики США объединяет их, пишет IE.

Магнитные поля, которыми удерживается плазма внутри токамаков, напоминают веревку. RMP вплетаются в нее, создавая так называемые магнитные островки овальной формы. Как правило, они являются нежелательными элементами в плазме, поскольку, если становятся слишком большими, разрывают на части плазму. Но в экспериментальных условиях от них есть польза.

Создание в плазме резонансных магнитных пертурбаций достаточно большого размера — трудная задача. Решать ее помогает EECD, делая весь процесс более управляемым и стабильным.

«Считается, что применение локализованного EECD на краях плазмы рискованное дело, потому что микроволны могут повредить компоненты камеры, — сказал Ху Цимин, ведущий автор исследования. — Мы показали, что это выполнимо, и продемонстрировали гибкость подхода. Он может открыть пути к разработке будущих устройств».

Сочетание двух методов повышает стабильность и управляемость, важнейшие характеристики получения энергии реакцией термоядерного синтеза. На практике это может дать снижение стоимости производства термоядерной энергии в коммерческих устройствах, создать которые человечество стремится уже несколько десятков лет.