Ученые обнаружили новые физические эффекты, важные для работы реактора ITER

10 Февраля 2021
753
 Версия для печати

Энергетика будущего — за управляемым термоядерным синтезом. Научная группа из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), возглавляемая профессором Владимиром Рожанским, принимает непосредственное участие в создании крупнейшего в мире экспериментального термоядерного реактора ITER. Ученые обнаружили новые эффекты, оказывающие влияние на поток энергии в реакторе. Теоретические предсказания подтвердились в ходе экспериментов на двух токамаках. Результаты исследования опубликованы в научном журнале «Plasma Physics and Controlled Fusion».

Научная группа СПбПУ занимается расчетами пристеночной плазмы, а именно вопросами, как и какие примеси будут поступать в реактор, как будет перераспределяться мощность, которая идет из центральной зоны, и так далее. Для этого учеными Политехнического университета  был разработан специальный численный код – SOLPS-ITER. Сейчас он объявлен как официальный для расчета параметров пристеночной плазмы не только ITER, но и всех существующих установок.

«Одна из главных проблем термоядерного синтеза связана с пристеночной плазмой, а точнее, с тонким  обдирочным слоем (scrape off layer).  Понимание  того, как устроен этот слой, знание физики процессов  позволяет предсказать плотность потока энергии на материальные поверхности. От  этого в целом зависит, можно ли осуществить  управляемый термоядерный синтез, потому что пластины реактора должны выдержать огромные потоки энергии», – отмечает профессор Высшей инженерно-физической школы СПбПУ Владимир РОЖАНСКИЙ.

Научная группа исследовала  электрические токи, которые  протекают в тонком слое пристеночной плазмы. Ученые СПбПУ  провели теоретические расчеты, а также проверили их на компьютерных математических моделях. Данные расчетов проверялись экспериментально на двух токамаках –  в  Институте физики плазмы имени Макса Планка в Германии, а также  на российском токамаке  «Глобус-М», который находится в ФТИ им.  А.Ф. Иоффе. В ходе исследования  обдирочного слоя токамаков удалось обнаружить новый тип тока.

«С помощью моделирования  и экспериментов на  существующих токамаках нам удалось  подтвердить теории механизмов формирования обдирочного слоя в реакторе. Эксперименты на обоих токамаках  полностью подтвердили наши  теоретические расчеты. Следовательно, мы можем делать предсказания  и экстраполировать эти данные  на более крупный объект  –  реактор ITER», – уверен профессор РОЖАНСКИЙ.

В настоящее время научная группа СПбПУ работает над моделированием самого большого в мире токамака JET, с наиболее близкими к ITER параметрами плазмы.

 

Раиса Бестугина,
начальнки отдела спецпроектов и взаимодействия со СМИ