Ученые могут удвоить мощность термоядерных реакторов

В Швейцарии пересмотрели один из фундаментальных законов ядерной физики — ​закон Гринвальда, описывающий максимальную плотность топлива в термоядерном реакторе. В Федеральной политехнической школе Лозанны (EPFL) пришли к выводу, что в токамак можно загрузить в два раза больше топлива, чем считалось ранее. А значит, создать условия для возникновения термоядерной реакции будет проще. Наш корреспондент поговорил с профессором EPFL Паоло Риччи о том, как это открытие может повлиять на развитие термоядерной энергетики.

— Почему вы решили проверить предел Гринвальда?

— Я изучал турбулентную динамику плазмы в термоядерных устройствах вместе с моим бывшим студентом Маурицио Джакомином. Грубо говоря, мы определяли, сколько водородного топлива можно загрузить в токамак. Провели моделирование и поняли, что при плотности плазмы выше определенного уровня турбулентность становится очень сильной — ​токамак не выдерживает работы в таком режиме. Мы сразу сообразили, что между нашим наблюдением и пределом Гринвальда, который фактически задает максимально достижимую плотность в токамаке, может быть связь, и начали исследовать эту линию. Вывод — ​максимально достижимая плотность в токамаке зависит от силы тока, протекающего в плазме, и размера токамака. Это, собственно, и заметил сам Мартин Гринвальд в 1988 году. Однако в дополнение мы выяснили, что максимальная плотность связана с мощностью нагрева, идущего в плазму. И это очень хорошая новость: значит, термоядерные реакторы могут работать на гораздо большей мощности, чем нынешние.

— Уверены?

— Наше теоретическое предсказание подтверждено на трех токамаках разного размера. Конечно, нужны еще проверки.

— Вы продолжаете исследования?

— Да, мы все еще изучаем турбулентную динамику плазмы в токамаке. Это захватывающая область термоядерной физики, и я считаю, что изменения в ней наиболее существенно влияют на производительность этого устройства.

— Сколько лет потребуется для создания стабильно работающего термоядерного реактора?

— Хороший вопрос. И сложный! Это зависит от многих факторов, например от финансирования нашего исследования. Главное для термоядерщиков сейчас — ​сделать все возможное, чтобы эксперимент с ИТЭР увенчался успехом и подготовил новое поколение ученых, которые будут использовать наши теоретические наработки.