Физики выберут способ защиты термоядерного реактора от внутренних взрывов

Специальная рабочая группа представит 18 марта свои соображения по поводу защиты камер ИТЭРа от ELM - взрывов в плазме, одной из основных инженерных проблем термоядерного синтеза. Ожидается, что ученые предложат разместить в реакторе 27 магнитов, которые будут гасить ELM, сообщает новостная служба журнала Nature.  

Цель проекта ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor - Международный термоядерный экспериментальный реактор, ср. также лат. iter - "путь"), бюджет которого составляет около 10 миллиардов евро, - выяснить, может ли человечество эффективно использовать энергию термоядерного синтеза - мощного, безопасного и практически неисчерпаемого источника энергии.  

Строительство и будущая эксплуатация реактора натыкаются на ряд сложных технических проблем, одна из которых - явление ELM, возникающее на внешних границах плазмы. ELM расшифровывается как edge localized modes - мода, локализованная на краю (шнура), иногда употребляются термины ELM-нестабильность, ELM-неустойчивость, ELM-активность.  

ELM можно сравнить со случайным взрывом, причем, как показали недавние расчеты, происходить такие взрывы в реакторе будут раз в секунду. Длительность взрыва будет составлять около микросекунды, но мощность - до 20 гигаватт. Выделяющаяся в результате постоянных взрывов энергия может рано или поздно повредить стенки реактора. Необходим метод борьбы с ELM, причем он должен быть сравнительно недорогим и реализуемым в сжатые сроки, чтобы не сорвать график строительства реактора.  

В 2006 году Тодд Эванс (Todd Evans) из "Дженерал Атомикс", Ричард Мойер (Richard Moyer) из Калифорнийского университета в Сан-Диего и их коллеги показали, что ELM можно подавить, расположив вокруг камер магнитные спирали. Это приведет к частичной утечке энергии - не такой большой, чтобы это остановило реакцию синтеза, но достаточной, чтобы обезвредить ELM. Основные магниты, удерживающие плазму в токамаке в нужном состоянии, для этого не годятся.  

Последнее время ученые и инженеры занимаются тем, что ищут место для дополнительных магнитов. Сначала предполагалось разместить их в 14 уже предусмотренных проектом отверстиях. Однако 14 магнитов мало, кроме того, в этих местах магниты могут мешать другим инструментам.  

В январе 2008 года был предложен другой вариант: четыре кольца по девять магнитов каждое. Он был отвергнут из-за высокой стоимости (50 миллионов евро) и сильного срыва графика, который он бы вызвал (до года). Сейчас обсуждается новый вариант - три кольца по девять магнитов - предположительно более дешевый и простой. Вероятно, именно он будет рекомендован рабочей группой 18 марта.