 Ученые из Принстонской лаборатории физики плазмы разработали новое устройство, которое использует жидкий литий для улучшения эффективности работы токамаков – тороидальных установок для магнитного удержания плазмы.
Устройство называется жидкостным литиевым ограничителем. Расплавленный металл в нем циркулирует вокруг стенок токамака, содействуя протеканию управляемого термоядерного синтеза, предотвращая охлаждение плазмы. Устройство описано в статье, опубликованной в журнале Nuclear Fusion. Его испытания были проведены на базе Экспериментальной сверхпроводящей установки токамак (EAST), которая находится в городе Хефей, Китай.
«Мы продемонстрировали непрерывный поток лития, продолжавшийся в течение нескольких часов в токамаке», говорит Раджеш Майнги, глава исследований, посвященных плазменным установкам в Принстонской лаборатории физики плазмы.
«Мы также показали, что текучий жидкий литий оказался совместим с плазмой, и при помощи него можно сократить расход изотопа водорода дейтерия таким же образом, как до настоящего момента это достигалось только благодаря испаряющимся литиевым покрытиям. Циркулирующий литий предоставляет свежую, чистую поверхность, которая может быть использована для длительных опытов с плазмой».
Жидкостный литиевый ограничитель использует электромагнитный насос, благодаря которому литий циркулирует от распределителя к наклонной пластине внутри Экспериментальной сверхпроводящей установки токамак. Насос работает совместно с магнитным полем внутри установки для того, чтобы доставить литий на верхнюю часть пластины во время плазменных выбросов. Затем литий стекает по поверхности пластины вниз и служит главным контактом меду плазмой и другими компонентами внутри сверхпроводящей установки токамак.
Литий служит главной точкой контакта с плазмой, что позволяет металлу впитывать ионы горячего дейтерия из центра плазмы. Литий предохраняет дейтерий от столкновения с внутренними стенами токамака, что приводит к их охлаждению. Когда по краям плазменной струи присутствует меньше охлажденного дейтерия, сокращается разница в температуре между центром и краями струи – так сокращаются колебания.
Команда из Принстонской лаборатории физики плазмы обнаружила, что контакт с ионами приводит к повреждению поверхности ограничителя, сделанной из тонкой фольги из нержавеющей стали. Далее ученые собираются решить эту проблему.
|
