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

• Комплексный подход, объединяющий современные технологии, государственное регулирование, экологическое образование и ответственность общества, способен обеспечить эффективное и безопасное обращение с отходами в условиях стремительно растущих городов и пром...
• Ультраформер (Ultraformer) и ультразвуковой SMAS-лифтинг: глубокий анализ технологии, механизмов омоложения, показаний, результатов и роли в современной эстетической медицине с расширенным взглядом на антивозрастные методики и уход за кожей...
• Инновационный RF-лифтинг нового поколения: как Volnewmer меняет представление об омоложении кожи лица и тела, объединяя технологии, безопасность и долгосрочный эстетический результат...
• Современные системы обучения охране труда и правильному применению средств индивидуальной защиты: формирование культуры безопасности, снижение производственных рисков и повышение ответственности работников на предприятиях...
• Инновационные технологии промышленного сжатого воздуха: винтовые компрессоры с электрическим двигателем как надежная основа современных производственных систем, энергоэффективности и автоматизации предприятий...
• Искусство понимания истории через предметы: как грамотно выбирать антиквариат, определять ценность старинных вещей и формировать коллекцию, которая сочетает культурную значимость, эстетическую красоту и инвестиционный потенциал...
• Обзор брокера Quanta Finance SA: практический тест, выводы и личная оценка платформы...
• Агентство делового туризма как стратегический партнер компаний: профессиональная организация корпоративных поездок, международных командировок, деловых мероприятий и развитие глобальных бизнес-коммуникаций...
• Современные финансовые решения для краткосрочных ситуаций: где быстро взять деньги в долг на несколько дней, какие преимущества имеют краткосрочные займы и как грамотно использовать такие финансовые инструменты...
• Современные технологии автомобильного комфорта: профессиональная шумоизоляция автомобиля как способ создать тихий, безопасный и технологичный салон для ежедневных поездок...
• Натуральный камень нового поколения: гранит и мрамор от современного завода гранитных изделий — безупречное качество, долговечность материалов и выгодные условия покупки для строительства, архитектуры и интерьерного дизайна...
• Грандиозные формы архитектуры открытых пространств: шатры, пагоды и павильоны как символы культуры, истории, искусства и современного ландшафтного дизайна...
• Современные кондиционеры и сплит-системы как инновационные технологии управления климатом: интеллектуальные системы охлаждения, энергоэффективность и будущее комфортного микроклимата в жилых и коммерческих пространствах...
• Зеркало в ванную с подсветкой как элемент современного интерьера: технологии комфортного освещения, функциональный дизайн и эстетика пространства в условиях умного дома...
• Современный комплексный подход к стоматологическим услугам для всей семьи: профилактика, диагностика, инновационные технологии лечения и забота о здоровье зубов на каждом этапе жизни...
• Чехол в багажник автомобиля по индивидуальным меркам как универсальное решение для защиты салона: надежная защита от пыли, грязи, влаги, механических повреждений и сохранение идеального состояния автомобиля на долгие годы...
• Свежие розы с доставкой на дом: искусство выбора идеального букета, современные сервисы цветочной доставки и роль флористики в культуре подарков и эмоций...
• Как бизнесу выстроить стабильные международные расчёты...
• Рулонные шторы нового поколения: функциональная защита от солнца, стильное оформление окон и современные технологии управления освещением в интерьере дома, квартиры и офиса...
• Полная генеральная уборка домов после ремонта: как проводится профессиональная очистка помещений, удаляется строительная пыль и подготавливается жилье к комфортной и безопасной эксплуатации...