Новая конструкция магнитов должна сделать термоядерные реакторы значительно дешевле

Исследованиям в области термоядерного синтеза еще предстоит преодолеть множество проблем. Тот факт, что строительство реакторов является сложным и дорогостоящим процессом, еще больше затрудняет разработки в этом направлении. Команда Принстонской лаборатории физики плазмы (англ. Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL) нашла решение, по крайней мере, этой проблемы.

Термоядерный реактор MUSE. Источник изображения: Отдел коммуникаций PPPL
В их реакторе MUSE используются имеющиеся в продаже бытовые магниты вместо дорогих электромагнитов сложной формы. Ученые использовали магниты для создания реактора типа стелларатора (тип реактора для осуществления управляемого термоядерного синтеза). Эта конструкция создает магнитное поле, имеющее форму скрученной ленты. Поле удерживает горячую плазму, нагретую до миллионов градусов, во взвешенном состоянии.

Обычно электромагниты для стеллараторов изготавливаются на заказ. Изготовление электромагнитов должно быть особенно точным. Это делает их дорогими. Им также необходимо электричество для создания магнитного поля.

Используемые командой Принстонской лаборатории магниты не требуют электричества и не должны изготавливаться индивидуально для каждого реактора. Упакованные в корпус, напечатанный на 3D-принтере, они создают магнитное поле, достаточно сильное, чтобы держать плазму под контролем.

Слева: дорогие электромагниты; справа: напечатанный на 3D-принтере корпус, в котором обычные магниты. Источник изображения: Отдел коммуникаций PPPL 
Принцип напоминает другую конструкцию термоядерных реакторов — токамак (установка для магнитного удержания плазмы). В нем плазма не может оставаться стабильной в течение длительного периода времени.
Одним из недостатков стелларатора пока является то, что плазма еще не достигает таких высоких температур, как в токамаке.

Недорогая конструкция MUSE позволит ученым во всем мире исследовать эту технологию. Дополнительные исследования могут означать более быстрый прорыв в области ядерного синтеза.

По словам Михаэля Зарнсторфа, одного из разработчиков MUSE, этот реактор работает в 100 раз лучше, чем предыдущие реакторы. Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Plasma Physics.