Магнитный «вентилятор», удерживающий плазму

Спиральная магнитная открытая ловушка (СМОЛА)

Плазма – это четвёртое агрегатное состояние вещества, помимо твёрдого, жидкого и газообразного. Это ионизированный газ, содержащий свободные электроны и положительные и отрицательные ионы; существуют и другие типы плазмы, содержащие любые заряженные частицы. Плазма способна проводить электрический ток. Активность плазмы неимоверно высока, поскольку, в отличие от газа, каждая частица плазмы взаимодействует сразу со многими окружающими частицами. Однако это состояние является нестабильным, поэтому плазму необходимо удерживать, для чего применяется сверхмощное магнитное поле. Чаще всего в установках используются замкнутые электромагниты, тогда ловушка называется закрытой. Одна из таких ловушек скоро будет запущена во Франции. Существуют и открытые ловушки, в которых магнитное поле незамкнуто. Впервые идею такого устройства предложили советский учёный Г. И. Будкер и американец Р. Пост в 1953 году; через пять лет первая установка такого типа была построена здесь же – в Институте ядерной физики. Открытые ловушки имеют массу преимуществ перед закрытыми, поэтому они являются более перспективными для использования в термоядерных реакторах.

Нынешняя же разработка российских учёных ещё более новаторская. Она использует винтообразное магнитное поле, работающее по типу вентилятора. В этой незамкнутой ловушке частицы плазмы пытаются разлететься в разные стороны, однако магнитный «винт» собирает их обратно. Это позволяет существенно уменьшить потери плазмы, имеющиеся в нынешних реакторах. Кроме того, термоядерный реактор, построенный на основе винтообразной ловушке, станет более экологичным, поскольку он не использует в качестве топлива тритий – радиоактивный изотоп водорода.
Термоядерная реакция в плазме может произойти, если температура в установке достигает десятков миллионов градусов. При этом плазма не должна соприкасаться со стенками установки. Поэтому магнитное поле является единственным способом удержать плазму и не дать ей «испариться».

Установку учёные собирали три года. Теперь ещё в течение двух лет они будут проверять её эффективность. Только после всех проверок и экспериментов её можно будет внедрять в производство.
Но и это ещё не все сюрпризы из лабораторного шкафа. Если электромагнитный «винт» раскручивать в обратную сторону, то частицы плазмы будут разлетаться в разные стороны с увеличенной силой. А это может стать основой плазменного двигателя для космических аппаратов. А это выдвинет космическую отрасль на совершенно новый уровень.

Запуск новой российской установки, получившей называние СМОЛА (Спиральная Магнитная Открытая Ловушка), состоялся буквально перед наступлением нового года. Поэтому её вполне можно назвать достойным праздничным подарком всем работникам отечественной науки.