Стало возможным использовать плазменных ускорителей для термоядерного синтеза

Чтобы начать реакцию термоядерного синтеза в магнитных ловушках, необходимо получить определенную скорость потока плазмы. Отечественные ученые доказали, что именно благодаря плазменным ускорителям это можно осуществить. Это открытие сыграла ключевую роль в изучении термоядерного процесса. Теперь стало возможным производить плазменные двигатели для авиационной техники. Исследование поддержал Российский научный фонд.

Термоядерный синтез скорее заменит углеводородную энергетику, так как данный управляемый процесс является надежным источником энергии. На сегодня производятся различные магнитные ловушки, где удержание плазмы осуществляется благодаря магнитному полю. Чтобы начать реакцию синтеза, необходимо довести плазму до высокой температуры, как в сушильных печах, только на много выше. Можно воспользоваться другим методом – поместить энергию в плазму. Это можно осуществить при ее разгоне до высокой скорости, перед вхождением в ловушку. При этом ускорение должно происходить для всего потока плазмы, а не для отдельных молекул.

В современных устройствах (ускорителях) скорость потока плазмы довольно низка, и разогнать ее до определенного показателя довольно трудно. При этом наблюдается увеличение нагрузки установок, и как следствие увеличиваются затраты. В процессе исследования, было выявлено, что разогнать поток плазмы можно и на современном оборудовании. Для достижения этого снижают содержание газа, который поступает на вход на первую ступень ускорителя. Здесь осуществляется ионизация и предварительное ускорение плазмы.

Доцент кафедры прикладной математики А. Козлов рассказал, что для достижения ускорительного момента необходимо увеличить разрядные токи от 3 до 6 МА. Однако при таких значениях оборудование может выйти из строя. Чтобы этого не случилось, нужно уменьшить концентрацию газа.

Для проведения своих расчетов физик применял компьютер К-100, который был создан на кафедре математики им. М.В.Келдыша. Ученый в процессе исследования постепенно изменял значения и параметры. К ним относились концентрация газа, температура на входе в устройство, показатели разрядного тока и габаритные размеры установки. Далее велось наблюдение за изменениями характеристик плазмы в ускорителе.

Плазменные ускорители применяются не только для термоядерного синтеза, но в других обстоятельствах. Например, они монтируются в плазменные моторы высокой мощности. Плазменные ускорители в сочетании с атомными реакторами в скором времени можно будет устанавливать на космические корабли или самолеты, ведь преодолевать большие расстояния станет возможным без применения углеводородного сырья.