Прінстонські вчені оновили критерій Лоусона: мікроскопічна домішка вольфраму ускладнює запуск термоядерного горіння

Обійти гору замість штурму в лоб

Як повідомляє НВ — Техно: Прінстонські вчені оновили критерій Лоусона для термоядерного запалювання, виявивши, що навіть мікроскопічна домішка вольфраму значно ускладнює запуск штучного сонця. Дослідження показало, що один атом вольфраму на десять тисяч частинок палива може подвоїти зусилля, необхідні для запуску термоядерного горіння. Ці результати були опубліковані в журналі Physical Review Letters.

Вольфрам використовується для вистилання стінок термоядерних реакторів завдяки своїй високій жаростійкості. Однак, присутність навіть мікроскопічної пилинки вольфраму може призвести до значного збільшення тиску, необхідного для підтримки реакції, майже вдвічі. Такий стрибок у тривимірній моделі викидає плазму за межі фізичної стабільності, що ускладнює процес термоядерного запалювання.

Новий підхід до запуску плазми

Фізики з Прінстонської лабораторії фізики плазми пропонують новий підхід до запуску плазми. Вони радять спочатку нагрівати плазму, а вже потім підвищувати її щільність через зону сідла Корді.

«Коли ці домішки та витік тепла залишають за дужками, проєкт на папері виглядає чудово, але коли їх додають у рівняння, картина кардинально змінюється» - Масаюкі Оно.

Цей новий підхід дозволяє уникнути великих енергетичних витрат, які виникають при спробах штурмувати проблему прямо в лоб.

Прінстонські дослідники також пропонують методи захисту реактора від отруєння вольфрамом. Зокрема, пропонується покривати стінки камер плівкою рідкого літію та використовувати спін-поляризоване паливо.

«Багато хто намагається штурмувати вершину гори прямо в лоб і спалює купу сил, тоді як пік значно розумніше обійти навколо з меншими витратами енергії» - Луїс Дельгадо-Апарісіо.

Дослідження відкриває нові горизонти для майбутніх цифрових симуляцій, які можуть допомогти наблизити безпечну термоядерну еру. Джонатан Менард підкреслив: «Результати відкривають чіткий орієнтир для майбутніх цифрових симуляцій, які допоможуть наблизити безпечну термоядерну еру». У результаті, нові підходи Прінстонських вчених можуть стати ключем до більш ефективного та безпечного запуску термоядерного горіння в майбутньому.

Ці дослідження можуть суттєво вплинути на прогрес у галузі термоядерної енергетики, оскільки нові методи можуть знизити енергетичні витрати та підвищити ефективність процесу. Обхід традиційних підходів до термоядерного запалювання відкриває нові можливості для безпечного використання термоядерної енергії, що може стати важливим етапом для глобальної енергетичної безпеки та сталого розвитку. Поглиблене розуміння впливу домішок на реакції також сприятиме створенню більш надійних і ефективних реакторів у майбутньому.