Китайские ученые нашли способ превысить предел плотности плазмы в экспериментах на усовершенствованном сверхпроводящем токамаке EAST, известном как «искусственное солнце», что создает ключевую физическую основу для работы в режиме высокой плотности в установках термоядерного синтеза с магнитным удержанием, сообщает Qazinform.com.

Исследование выполнено совместно Институтом физики плазмы Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук, Хуачжунским университетом науки и техники, а также Экс-Марсельским университетом во Франции и рядом других научных центров. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.

Токамак представляет собой тороидальную установку, использующую магнитные поля для удержания высокотемпературной плазмы и поддержания управляемых реакций ядерного синтеза. Одним из ключевых параметров его эффективности является плотность плазмы, напрямую влияющая на интенсивность термоядерных реакций.

Долгое время считалось, что плотность плазмы имеет жесткий верхний предел: при его достижении плазма теряет устойчивость, выходит из-под магнитного контроля и передает значительное количество энергии стенкам установки, что создает угрозу безопасности и ограничивает рабочие режимы токамака.

Хотя предыдущие международные исследования указывали, что процессы, запускающие этот предел, происходят в пограничной области между плазмой и стенкой камеры, их физическая природа оставалась недостаточно изученной.

В рамках новой работы китайская команда разработала самоорганизующуюся теоретическую модель взаимодействия плазмы со стенками. С ее помощью ученые выявили ключевую роль радиационной неустойчивости, вызванной примесями в пограничной зоне, в формировании предела плотности, что позволило прояснить фундаментальный механизм этого явления.

Опираясь на полученные теоретические выводы, исследователи смогли экспериментально управлять плазмой, превысить ранее считавшийся предельным уровень плотности и перевести систему в новую «зону, свободную от плотностных ограничений».

По словам ученых, это стало первым экспериментальным подтверждением существования такой зоны в токамаках. Результаты не только углубляют понимание фундаментальной физики плазмы, но и открывают путь к более стабильной и эффективной работе будущих термоядерных реакторов.

Ранее Qazinform сообщалось, что Китай установил мировой рекорд в сфере технологий маглев, разогнав поезд до 700 км/ч всего за две секунды.