Физиците от Принстънската лаборатория по плазмена физика (PPPL) откриха по-икономичен, според изчисленията, начин за запалване на термоядрената плазма. Вместо традиционното увеличаване на плътността, последвано от нагряване, моделът предлага първо да се нагрее плазмата, а след това да се повиши нейната плътност. Същевременно изчисленията показват, че дори изключително малко количество волфрам в плазмата може да увеличи значително изискванията към инсталацията. Изследователите преработиха класическия критерий на Лоусън, който се използва от около 70 години за оценка на условията, при които плазмата може да поддържа термоядрена реакция без постоянно външно нагряване. В новия модел са добавени няколко фактора, които липсват в идеализирания вариант: натрупване на хелий след реакциите, леки и тежки примеси от стените на инсталацията, синхротронно излъчване и изтичане на топлина от плазмата. Учените описват получената картина чрез така наречения „превал на Корди“, област на границата между плазмата, която все още се нуждае от външно нагряване, и самоподдържащата се плазма. В идеалния случай изчисленият коефициент на усилване Q в тази точка е около 5: термоядрената плазма трябва да произвежда приблизително пет пъти повече енергия, отколкото постъпва към нея от системата за нагряване. Реалните загуби и примесите изместват тази граница и затрудняват постигането на запалване. Особено забележим е ефекта на волфрама. Този метал се избира за вътрешните повърхности на много бъдещи термоядрени инсталации поради способността му да издържа на екстремни температури. Изчисленията на PPPL само че показваха, че концентрацията на само една частица волфрам на 10 000 частици плазма може да увеличи приблизително два пъти налягането, необходимо за запалване. В триизмерния модел необходимото налягане, според изчисленията, може да надхвърли нивото, при което плазмата запазва стабилността си. При това има загуба на енергия, която има парадоксален ефект. От една страна, тя пречи да се постигнат условията за запалване, а от друга, може да възпрепятства термичното ускорение на плазмата, при което усилването на реакцията води до още по-голямо нагряване и по-нататъшно ускоряване на реакцията. Авторите разглеждат също така покритията от течен литий по стените като един от начините за намаляване на попадането на волфрам в плазмата, а поляризираното гориво, като потенциален начин за увеличаване на скоростта на термоядрените реакции.
Неочакван проблем в термоядрените реактори: Волфрамът в плазмата може да удвои налягането
Същевременно изчисленията показват, че дори изключително малко количество волфрам в плазмата може да увеличи […]
Източник: Kaldata.com
Виж оригиналната статия