Термоядерному реактору «прощупают» магнитное поле

Исследователи НИЯУ МИФИ построили масштабный макет будущего термоядерного реактора и разработали компактную измерительную систему, которая ловит микроскопические искажения магнитного поля, губительные для плазмы. Данные эксперимента показали, что реальные

паразитные поля в несколько раз превышают предсказанные компьютерными моделями, заставляя пересмотреть подходы к проектированию. Управляемый термоядерный синтез остаётся, пожалуй, самой амбициозной научной задачей современности. В основе любого токамака — магнитное поле, которое служит невидимой «бутылкой» для раскалённой плазмы. Чем сильнее и чище это поле, тем

стабильнее плазма и выше мощность установки. Но идеальных катушек не существует. Микроскопический сдвиг провода при намотке или перекос при сборке порождают вредные вертикальные и радиальные «паразитные» поля, которые вызывают неустойчивости, выбрасывают частицы из ловушки и в итоге гасят реакцию. Особенно чувствительны к таким

искажениям сферические токамаки — более компактные и перспективные конфигурации, где используется сплошной тороидальный соленоид с плавно переходящими друг в друга витками. Уменьшенная копия реактора Группа физиков из НИЯУ МИФИ под руководством Андрея Николаева при поддержке

гранта Российского научного фонда создала уникальный экспериментальный комплекс, чтобы изучить проблему на практике. Они построили масштабный образец тороидального соленоида в масштабе 1:3 от создаваемого в МИФИ сферического токамака МИФИСТ-1 (MEPhIST-1). Это аккуратное кольцо, напечатанное на 3D-принтере, с проточенными канавками, в которые уложен медный провод. Конструкция сделана разборной: учёные могут менять конфигурацию

намотки, устанавливать измерительные модули в разных поперечных сечениях и наблюдать, как меняется паразитное поле при изменении угла намотки. Кассета с датчиками легко вынимается, что даёт гибкость, недоступную на полноразмерных установках. Умная плата вместо громоздких приборов Сердце измерительной системы — специально спроектированная печатная плата размером 13,4 на 12,3 сантиметра. На ней расположена матрица из 36 трёхкомпонентных цифровых

датчиков Холла, а также микроконтроллер и ячейка памяти. Система автономна: она синхронно опрашивает все датчики с частотой 1000 раз в секунду и записывает данные во встроенную память без участия внешнего компьютера. Чувствительность каждого сенсора менее 0,3 миллитесла. Главная инженерная задача, которую

решили разработчики, заключалась в том, чтобы на фоне мощного основного поля разглядеть крошечные паразитные составляющие. Когда экспериментаторы подняли ток в катушке до 1200 ампер, картина прояснилась: основная паразитная составляющая — вертикальное поле, что совпадает с теорией. Эксперименты показали, что хотя форма основного

тороидального поля блестяще совпадает с компьютерной моделью, отношение паразитных полей к основному оказалось в несколько раз выше предсказанного. «Даже идеальный на первый взгляд проект натыкается на реальность: подводящие провода, микроскопические перекосы витков и наклоны датчиков вносят свою лепту», — пояснил Николаев. Полученный

метод представляет собой мост между чистым расчётом и реальной машиной. Он поможет ответить на главный вопрос: где тот предел неточности, который губит плазму, и как построить катушку, чтобы этого избежать. Результаты исследования, опубликованные в авторитетном Bulletin of the

Lebedev Physics Institute, лягут в основу проектирования новой катушки будущего реактора.

Сообщает android-robot.com

 

Новость из рубрики:

 

Поделиться новостью:

 

Топ Новости Недели

• Подготовка документов для участия в аукционе на право пользования недрами является сложным и ответственным процессом, требующим профессионального подхода...
• Рабочие ХБ перчатки с ПВХ покрытием являются надежным и практичным средством защиты рук...
• Зубная паста Glossy Cherry является отличным выбором для ежедневного ухода, объединяя в себе качественное очищение, приятный вкус и заботу о здоровье зубов и десен...
• Ремонт кофемашин De’Longhi — это процесс, требующий внимательного подхода и профессиональных навыков...
• Хорошая семейная стоматология становится не просто местом лечения, а партнером в заботе о здоровье всей семьи...
• Новые сервера Lineage 2 с высоким онлайном представляют собой идеальное сочетание динамики, конкуренции и возможностей для роста...
• Продукты халяль занимают важное место в системе питания, основанной на нормах ислама...
• Выбор банкетного зала — это важный этап подготовки к мероприятию, который требует внимательного анализа и учета множества деталей...
• Эндотрахеальная трубка является незаменимым инструментом в современной медицине, позволяющим спасать жизни в самых сложных ситуациях...
• Выбор детской стоматологии — это важное решение для родителей, от которого зависит не только здоровье зубов ребенка, но и его отношение к лечению в будущем...
• Сертификация и декларирование товаров являются важными элементами современной системы контроля качества...
• В последние годы служба по контракту приобретает всё большую актуальность, особенно в контексте текущих задач, стоящих перед государством...
• Душевая система с тропическим душем является современным и практичным решением для обустройства ванной комнаты...
• Нейросети для генерации докладов уже сегодня являются мощным инструментом, который помогает быстро и качественно решать учебные задачи...
• Современный интерьер невозможно представить без удобной и стильной мебели, которая не только выполняет практическую функцию, но и формирует атмосферу уюта...
• Гель Intimly отражает эти тенденции, предлагая сочетание эффективности и бережного ухода...
• Выбор стоматолога — важное решение, от которого напрямую зависит здоровье зубов и общее самочувствие...
• Необычные обручальные кольца становятся всё более популярным выбором среди современных пар, стремящихся подчеркнуть свою индивидуальность и создать символ любви с уникальным характером....
• Archibald Gran Comfort от Poltrona Frau — это не просто предмет мебели, а тщательно продуманное дизайнерское решение, объединяющее комфорт, эстетику и высокое качество исполнения...
• Аксессуары для грузовых автомобилей являются важной частью современной транспортной инфраструктуры...