Поделиться
Впрочем, у новосибирской установки есть и другая важная задача - дожигать опасные долгоживущие ядерные отходы, перерабатывая их в короткоживущие, что позволяет их утилизировать и хранить.
Ну, а в перспективе высокотемпературная плазма в ловушке открытого типа может стать ключом к созданию термоядерного реактора альтернативного безумно дорогим токамакам.
Как рассказал руководитель работ на ГДЛ Петр Багрянский, главная проблема термоядерного синтеза в открытых ловушках состоит во времени удержания плазмы.
- Оно очень сильно зависит от электронной температуры, которая должна быть максимально высокой, - говорит доктор физико-математических наук Петр Багрянский.
Ранее нужных параметров плазмы в открытых ловушках достичь не удавалось, и пару десятков лет назад работы в этом направлении были свернуты. Но теперь новосибирцы добавили к ГДЛ мощный источник микроволнового (СВЧ) излучения - гиротрон. Его сконструировали специалисты Института прикладной физики РАН из Нижнего Новгорода.
И после двух лет упорной работы новосибирцы научились разогревать плазму до 5 миллионов градусов при времени ее удержания - десятки миллисекунд. Этого уже достаточно, чтобы зажечь термоядерный синтез пусть и с невысоким КПД. В ближайшее время ИЯФовцы намерены добавить к установке еще один гиротрон, по оценкам это позволит поднять температуру плазмы еще раза в полтора-два.
Впрочем, и уже достигнутый результат очень важен в практическом плане, поток нейтронов, создаваемый такой установкой будет иметь рекордное значение по мощности - 1 МВт на квадратный метр - именно столько по расчетам должно быть внутри первого действующего токамака ITER, который начали строить на юге Франции. Новосибирский институт ядерной физики является одним из участников этого амбициозного проекта.
- В частности, мы будем проводить испытания материалов в условиях мощных нейтронных потоков, таких, какие будут внутри токамака, - рассказывает заместитель директора ИЯФ Александр Бурдаков. - Кроме того, в каждой стране-участнице ITER имеются свои термоядерные проекты. В том числе и альтернативные установки, нацеленные на решение этой же проблемы. В нашем институте развивается направление открытых ловушек. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с токамаком: простота конструкции, снятие некоторых технических ограничений, достижение высокого давления плазмы. Однако при этом плазма фактически упирается прямо в стенки ловушки, и долгое время никто не верил, что в таких системах можно действительно получить высокие температуры. А нам это удалось сделать в том числе и за счет того, что мы максимально ослабили контакт плазмы стенкой.
Еще одно перспективное применение - утилизация радиоактивных отходов.
- Такая система может работать, используя отработанное ядерное топливо - плутоний и так называмые минорные актиноиды- дожигать их до остатков, которые имеют короткое время жизни и которые уже не так сложно утилизировать и хранить, - пояснил старший научный сотрудник ИЯФа Андрей Аникеев.