Сотрудники лаборатории физики плазмы Принстонского университета предложили новый подход к запуску термоядерной реакции. Вместо традиционной последовательности — сначала сжатие плазмы, затем ее нагрев — они предлагают действовать в обратном порядке. По их расчетам, это позволяет обойти пик затрат энергии. Эту информацию сообщает сайт TechInsider.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Авторы работы использовали математическую модель, в которой учли сразу несколько практических факторов: накопление гелия в зоне реакции, загрязнение плазмы примесями, синхротронное излучение и потери тепла. Такой комплексный подход, по словам ученых, дает более реалистичную картину.
Свое открытие соавтор исследования Луис Дельгадо-Апарисио сравнивает с поиском легкого маршрута через горный хребет. Традиционные стратегии предполагают подъем прямо через вершину, тогда как новый метод позволяет обойти ее.
Визуализация математического закона, описывающего условия запуска реакции, образует поверхность с седловиной. Ее исследователи назвали седловиной Корди в честь британского физика Джона Корди. Если нагрев и сжатие плазмы проходят через эту точку, суммарные затраты энергии оказываются минимальными.
Для сравнения вариантов ученые использовали фактор усиления мощности Q — отношение энергии, выделяемой реакцией, к энергии, затрачиваемой на внешний нагрев. В идеальной плазме проход через седловину Корди обеспечивает Q=5, но в реальных системах этот показатель ниже.
Результаты могут повлиять на конструкцию будущих термоядерных установок, таких как токамаки и стеллараторы. Соавтор работы Масаюки Оно отметил, что термоядерные эксперименты стоят огромных денег, и никому не хочется совершать ошибки, которые можно было выявить заранее.