Исследователи из Лаборатории физики плазмы Принстона (PPPL) и Университета Севильи в Испании объявили о разработке нового термоядерного устройства, известного как SMall Aspect Ratio Tokamak (SMART).

SMART представляет собой токамак с уникальной геометрией, который объединяет существующие технологии, такие как сферический токамак и отрицательная треугольность. Поперечное сечение плазмы в токамаке обычно имеет форму заглавной буквы D. Когда прямая часть буквы D обращена к центру токамака, говорят, что она имеет положительную треугольность. Когда изогнутая часть плазмы обращена к центру, плазма имеет отрицательную треугольность.

Отрицательная треугольность обеспечивает улучшенную стабильность и производительность, что может привести к более эффективному удержанию плазмы и снижению флуктуаций. Это открытие ставит SMART в ряд потенциальных игроков в области компактных термоядерных реакторов будущего.

Мануэль Гарсия-Муньос, профессор кафедры атомной, молекулярной и ядерной физики Севильского университета, а также соруководитель лаборатории плазменных наук и термоядерных технологий и проекта токамака SMART, заявил: «Установка должна была быть такой, чтобы университет смог ее себе позволить, но при этом она дожна была внести уникальный вклад в термоядерный ландшафт в масштабах университета. Идея заключалась в том, чтобы объединить уже существующие технологии: сферический токамак и отрицательную треугольность, сделав SMART первым в своем роде. Оказалось, что это была фантастическая идея».

Для успешного функционирования токамака команда использовала компьютерные алгоритмы, такие как TRANSP, для моделирования и определения оптимальной конфигурации нейтральных пучков, необходимых для нагрева плазмы. Первые эксперименты будут проводиться с простой плазмой, за которой последуют более сложные эксперименты с использованием нейтральных пучков.

Первые эксперименты в токамаке SMART уже проводились, включая тесты, которые показали розовое свечение аргона при нагревании микроволнами. Это свечение служит подготовкой для будущих экспериментов с более плотной плазмой. Тем не менее исследователи отмечают, что это свечение не считается настоящей первой плазмой, которую они ожидают получить к концу этого года.

Важной частью проекта является разработка диагностики для оценки состояния плазмы. В настоящий момент исследователи PPPL работают над различными методами, включая рассеяние Томсона и многоэнергетическую диагностику с использованием мягкого рентгеновского излучения, чтобы измерять температуру и плотность электронов в плазме. Эти диагностики будут играть ключевую роль в обеспечении успешной работы SMART на протяжении его эксплуатации.