Исследования в области управляемого термоядерного синтеза (УТС) проводятся с использованием различных типов установок – ловушек, в которых плазма удерживается при помощи магнитных полей. Необходимая температура плазмы для подобных экспериментов составляет порядка сотен миллионов градусов. «Вскипятить» ионизированный газ до такой температуры непросто, с большой эффективностью на это способны инжекторы мощных атомарных пучков. Одним из признанных мировых лидеров в разработке и производстве подобных устройств является Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Специалисты ИЯФ СО РАН представили новое поколение инжекторов атомарных пучков с обновленной ионно-оптической системой (ИОС) – сердцем всего устройства. Благодаря инновационным решениям, успешно реализованным в новой версии системы, инжекторы атомарных пучков ИЯФ СО РАН смогут работать в установках нового поколения – со стационарным удержанием плазмы. На новую ионно-оптическую систему был получен патент.

«Для осуществления термоядерной реакции необходимо нагреть водородную плазму до температуры в сотни миллионов градусов. Наиболее эффективным способом нагрева является инжекция пучков быстрых атомов, которые получаются методом ускорения первичных ионных пучков водорода до высоких энергий с последующим преобразованием их в атомы посредством нейтрализации, – прокомментировал ведущий научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Петр Дейчули. – Есть еще один-два способа, например, нагрев высокочастотным излучением, но они достаточно сложны физически и технически, особенно на самых высоких мощностях и температурах плазмы. В свое время специалисты ИЯФ разработали ряд технологических решений и создали целую серию атомарных инжекторов, которые стали использоваться по всему миру. Иметь у себя на установке будкеровский инжектор в мировом плазменном сообществе считается хорошим тоном. Но это были инжекторы для импульсных магнитных систем, в которых плазма удерживается в горячем состоянии одну-две секунды».

Полученные в экспериментах по УТС результаты позволили физикам-плазмистам перейти на новый этап исследований – стационарный, при котором плазма удерживается в нагретом состоянии не единицы, а сотни и даже тысячи секунд. Мировым рекордом на данный момент является результат китайского токамака EAST, на котором ученым удалось удержать плазму, нагретую до температуры в 70 миллионов градусов, в течение 1000 секунд.