Фізики, які працюють на південнокорейському токамаці KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research), змогли поставити новий світовий рекорд за часом утримання високотемпceної плазми в магнітному полі, який тепер становить 70 секунд. Про це повідомляється на порталі Національного інституту термоядерних досліджень.
Токамак KSTAR призначений для вивчення і реалізації тривалого утримання плазми в магнітному полі в рамках робіт за проектом міжнародного експериментального термоядерного реактора ITER, який зараз будується в дослідницькому центрі Кадараш на півдні Франції. KSTAR - одна з небагатьох установок такого типу в світі, що володіє повністю надпровідними магнітними котушками.
У ході торішньої кампанії воднево-дейтерієву плазму, розігріту до температури в 50 мільйонів градусів Кельвіна, утримували в режимі Н-моди 55 секунд. Цей режим роботи токамаку дуже важливий для фізиків - при ньому теплові втрати плазми різко знижуються, а температура в центрі плазмового шнуру наростає при збільшенні потужності додаткового нагріву, що дозволяє сильно збільшити енерговиділення і зробити установку більш вигідною. Планується, що ITER працюватиме саме в такому режимі.
Однак для цього режиму характерне виникнення нестійкостей у плазмі типу ELM (Edge-Localized Mode), які розвиваються на поверхні плазмового шнура або при зривах. ELMи небезпечні тим, що створюють величезне точкове теплове навантаження на внутрішньокамерні елементи токамаку, такі як перша стінка або дивертор, що призводить до їх деградації і руйнування.
Цього можна уникнути, якщо працювати в режимі з внутрішнім транспортним бар'єром (ITB - Internal Transport Barrier), при якому спостерігається знижений рівень турбулентності в плазмі, а температура центральної області плазмового шнуру збільшується. У цьому випадку ймовірність виникнення нестійкостей істотно знижується. Цей режим утримання і був реалізований вченими на токамаці KSTAR, що дозволило збільшити час утримання плазми з температурою в 50 мільйонів градусів Кельвіна до 70 секунд.
Надалі дослідники планують збільшити цей час, а в ідеалі вчені хочуть навчитися утримувати плазму близько 300 секунд, щоб наблизитися до тих параметрів, які планується отримати в ITER. Перші експерименти на ньому планується почати в 2025 році. Результатом повинна стати термоядерна реакція потужністю до 500 мегават з часом утримання до 1000 секунд.