Испанский исследовательский реактор SMART является особенным: термоядерный реактор, построенный в Севильском университете, имеет почти сферическую плазменную камеру (сферический тор). В отличие от других реакторов-токамаков, камеры которых имеют более тороидальную форму, плазма должна формироваться особенно эффективно.
Реактор SMART произвел первую плазму. Фото: Университет Севильи
Согласно пресс-релизу, SMART достигла важной вехи: впервые успешно получена плазма. По словам профессора Мануэля Гарсии Муньоса, сейчас технологии вступают в операционную фазу SMART.
SMART с плазмой NT. Фото: Университет Севильи
Особенностью SMART является то, что он может производить плазму различных форм. Экспериментальный реактор в первую очередь предназначен для получения плазмы, имеющей «отрицательную треугольную форму», как сообщают разработчики. Что это означает? Как поясняется, обычно плазма в токамаке имеет D-образную форму, то есть она как бы выпячивается наружу. Это также называется положительной треугольностью. При отрицательной треугольности (NT) треугольник по сути перевернут — он выпячивается не наружу, а от внешней стенки внутрь.

Такая форма призвана минимизировать нестабильность плазмы, обеспечить лучшее управление теплом, что имеет решающее значение для практического применения энергии термоядерного синтеза. Плазма NT считается столь же перспективной, как и «обычная плазма» в режиме сильного удержания.

Это происходит, когда мощность нагрева превышает определенный порог. Затем плазма изменяется таким образом, что время удержания энергии увеличивается примерно вдвое. Недавно в Китае был достигнут прорыв в области создания плазмы в режиме сильного удержания.

Перевернутая D-образная форма также должна позволить в будущем строить более компактные термоядерные реакторы. Размер тора играет решающую роль в устойчивости плазмы.

Чем больше камера, тем медленнее остывает плазма. Поэтому исследовательский реактор ИТЭР очень большой: его высота и ширина составляют 30 метров. Внешний диаметр тора ИТЭР составляет около 20 метров.

Первый демонстрационный реактор DEMO, который будет построен на основе экспериментов с ИТЭР, должен быть еще на 15 процентов больше. Оба реактора рассчитаны на выработку большего количества энергии, чем необходимо для запуска и поддержания реакции термоядерного синтеза.

Дополнительными преимуществами отрицательной треугольности являются более стабильная плазма, которая не создает большой нагрузки на стенки реактора, и большая площадь, на которой может рассеиваться отходящее тепло плазмы. Эта область важна для рассеивания образующейся в результате термоядерной реакции энергии.

Предполагается, что SMART станет первым сферическим токамаком, в котором температуры термоядерного синтеза (более 100 миллионов градусов Цельсия) будут достигаться с помощью плазмы «с отрицательной треугольностью». Эта технология должна проложить путь к созданию компактных термоядерных электростанций. Неизвестно, была ли плазма NT получена уже во время первого «запуска».