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

• Профессиональное онлайн-образование в Московском Институте Психологии становится удобным и современным способом получить востребованную специальность...
• Профессиональное онлайн-образование в Московском Институте Психологии представляет собой современный и удобный формат получения знаний, который помогает совмещать обучение с другими жизненными задачами...
• При оформлении займа важно внимательно изучать условия договора и рассчитывать финансовую нагрузку...
• Уборка квартир с привлечением профессиональных клининговых услуг является удобным и эффективным решением для поддержания чистоты, уюта и порядка в жилом пространстве...
• Гараж из сэндвич панелей представляет собой современное и практичное решение для владельцев автомобилей...
• Займ на 3 дня без процентов — это удобное решение для краткосрочных финансовых задач...
• Давака представляет собой удобный и эффективный инструмент для получения краткосрочной финансовой поддержки...
• Настольные ПК остаются универсальным решением для самых разных задач — от повседневной работы до профессиональной деятельности и современных игр...
• Имплантация зубов является оптимальным решением при различных формах потери зубов...
• Запчасти Dongfeng играют важную роль в поддержании надежности и эффективности коммерческого транспорта...
• Бурение колодцев в Московской области является важным этапом в организации автономного водоснабжения...
• Современный рынок электронной коммерции и оптовой торговли в России активно развивается, и качественная логистика становится ключевым фактором успеха...
• Онлимед представляет собой современное решение для закупки медицинских товаров, объединяющее удобство, надежность и широкий ассортимент...
• Стеклофибробетон представляет собой эффективное решение для оформления фасадов, объединяя в себе прочность, легкость, долговечность и эстетическую выразительность...
• Выбор стоматолога для ребенка требует внимательного подхода и учета множества факторов...
• Электроинструмент от ТМ EMTOP выделяется среди аналогичных продуктов на рынке благодаря своей надежности, функциональности и доступности...
• Интимная гигиена является важной частью ежедневного ухода за телом, напрямую влияя на комфорт и здоровье...
• Лечение зубов с применением современных методик художественной реставрации является эффективным решением для восстановления здоровья и красоты улыбки...
• Семяныч безопасность: почему одинаковый уход даёт разные результаты...
• Зачем лечить глубокий прикус?...