Направление термоядерной плазмы к стабильности

Ученые, занимающиеся термоядерным синтезом, ранее думали, что вращение плазмы стабилизирует плазму, но Саббаг и Беркери обнаружили, что существует более сложная связь между вращением и стабильностью. Некоторые плазмы могут стать нестабильными при слишком быстром вращении, в то время как другие могут сохранять стабильность при более низких скоростях вращения. Когда вращение плазмы поддерживается в благоприятном диапазоне, заряженные частицы плазмы, отскакивающие назад и вперед в магнитном поле, могут фактически украсть часть энергии вращательного движения, что помогает стабилизировать плазму. Аналогичное условие стабильности применяется к частоте, с которой частицы сталкиваются и отскакивают друг от друга, свойство, называемое их столкновением.

Беркери и Саббаг обнаружили, что уменьшение столкновения, которое будет обнаружено в термоядерной плазме будущего, не обязательно ведет к снижению стабильности, опровергая давние представления о влиянии столкновений на стабильность.Используя эти идеи, ученые разработали «карту стабильности», которая позволяет контролировать плазму в реальном времени — с разрешением 1/1000 секунды — чтобы определить, стабильна ли она и насколько близка к нестабильности.

Если вы знаете, с какой скоростью вращается плазма и степень столкновения, вы можете использовать карту стабильности, чтобы увидеть, стабильна ли плазма, как показано в сопроводительном документе, для эксперимента в Национальном эксперименте по сферическому тору в PPPL. Области красного цвета нестабильны, а синие области — стабильны. По мере того, как плазма эволюционирует во времени, что показано стрелками на карте, ее столкновение уменьшается, а вращение увеличивается.

Эти изменения приводят к тому, что плазма становится нестабильной, и удержание плазмы теряется, нарушая реакцию термоядерного синтеза. Управление вращением на основе карты стабильности может позволить направить плазму обратно в стабильную область, тем самым избегая нарушения реакции синтеза.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *