Физики выберут способ защиты термоядерного реактора от внутренних взрывов,

Установка специальных магнитных колец поможет защитить токамаки от ELM. Изображение ИТЭРа.

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.