Усмиряем Солнце: новое слово в управлении энергией термоядерного синтеза

Международная группа исследователей разработала метод прогнозирования и контроля вращательных температур молекул водорода в реакторах термоядерного синтеза.

Плазма водорода, занимающая большую часть внутренности Солнца, может быть удерживаема в магнитном поле для генерации электроэнергии с помощью процесса слияния, хотя этот процесс и не лишён трудностей.

Проблема содержания плазмы

Плазмы с температурой в 100 миллионов градусов Цельсия, содержащиеся в токамаках (пончикообразных реакторах слияния), могут повредить стенки этих масштабных устройств. Для охлаждения плазмы ученые вводят водород и инертные газы, что способствует её охлаждению путем радиации и рекомбинации.

Совершенствование процессов рекомбинации

Долгое время оставалось неясным, как можно оптимизировать процесс рекомбинации. Но недавно команда из Киотского университета предложила модель, объясняющую вращательные температуры, замеренные в трёх различных экспериментальных установках в Японии и США.

"В нашей модели мы сосредоточились на оценке вращательных температур на низких энергетических уровнях, что позволило нам объяснить результаты измерений с разных устройств", - подчеркнул автор исследования Нао Йонеда из инженерного факультета Киотского университета.

Оптимизация работы устройств слияния

Способность предсказывать и контролировать вращательную температуру плазмы позволила команде ученых минимизировать тепловой поток плазмы и оптимизировать условия работы устройств. "Нам еще предстоит разобраться в механизмах вращательно-вибрационных возбуждений водорода", отмечает Йонеда, "но нас порадовало, что наша модель также позволила воспроизвести измеренные вращательные температуры, упомянутые в литературе."