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

• Высокозащищенные ноутбуки нового поколения для экстремальной эксплуатации, промышленной автоматизации, военных задач, полевых условий и безопасной мобильной работы в любой среде...
• Современный комплексный подход к лечению зубов без боли, страха и психологического дискомфорта: инновационные технологии стоматологии, цифровая диагностика и комфорт пациента нового поколения...
• Как начать доставку для бизнеса с СДЭК, выстроить надежную логистику, автоматизировать отправку заказов, повысить уровень клиентского сервиса и эффективно масштабировать современный интернет-магазин или коммерческий проект в условиях быстрорастущей электр...
• Как выбрать идеальный ресторан для свадьбы и не допустить ошибок: важнейшие критерии выбора банкетной площадки, нюансы организации торжества, секреты комфортного свадебного вечера и создание атмосферы, которая запомнится гостям на всю жизнь...
• Как грамотно подобрать идеальное соотношение диска и автомобильной резины: влияние ширины колес, профиля шин, параметров посадки и сезонных особенностей эксплуатации автомобиля на безопасность движения, комфорт управления и долговечность подвески...
• Современные изделия и комплексные технологии для проведения санации органов дыхания, профилактики вторичных инфекций, защиты пациентов на искусственной вентиляции легких и эффективного предотвращения вентилятор-ассоциированной пневмонии как одного из самы...
• Термомаскировка будущего: инновационные накидки против тепловизоров, принципы работы, технологии и перспективы развития...
• Интеллектуальные системы зрения: проектирование, разработка и внедрение компьютерного анализа визуальных данных...
• Моторные масла REVLINE: полный экспертный разбор состава, технологий производства, эксплуатационных характеристик и роли в защите двигателя с углублением в современные тенденции смазочных материалов и автомобильной индустрии...
• Жилет с логотипом как инструмент визуальной идентичности, маркетинга и корпоративной культуры: от выбора материалов и дизайна до стратегического использования в бизнесе, рекламе и повседневной практике...
• Фланцы стальные глухие: подробный технический разбор, особенности конструкции, сферы применения, стандарты производства и роль в современных трубопроводных системах, включая инновации, безопасность и эксплуатационные нюансы...
• Феномен автомобиля «Тенет»: как концептуальная машина нового поколения объединяет инновационные технологии, интеллектуальные системы и философию движения, формируя представление о транспорте будущего и меняя подход к мобильности...
• Глубокий разбор и практическое руководство: как грамотно подготовить документы, избежать ошибок и успешно пройти процедуру участия в аукционе на право пользования недрами в условиях современной правовой и экономической среды...
• Открытый прикус и дикция...
• Обезвреживание медицинских отходов класса «Г» в Москве...
• Максимально подробное руководство по зеркалам на заказ любых размеров, форм и цветов: от идеи до реализации, дизайнерских решений и влияния на пространство интерьера...
• Відео-дошки оголошень в Україні як новий формат онлайн-комунікації: розвиток цифрових платформ, маркетингові можливості та майбутнє інтерактивних сервісів...
• Почему зимние шины Hankook считаются эталоном качества и надежности: технологии производства, безопасность движения и правильный выбор для сложных зимних условий...
• Визуальная и функциональная природа контекстной рекламы: как она выглядит, где размещается, как привлекает внимание и формирует современную цифровую экосистему маркетинга...
• Полный гид по стилям кухонь: как выбрать идеальный дизайн, сочетать эстетику и функциональность и создать гармоничное пространство для жизни и кулинарии...