Спустя год после завершения заключительных научных экспериментов на Объединенном европейском токамаке (Joint European Torus, JET) появились важнейшие результаты, которые сыграют ключевую роль в развитии будущих термоядерных установок - сообщает Управление по атомной энергии Великобритании (UK Atomic Energy Authority, UKAEA).

JET, расположенный в кампусе UKAEA в Оксфордшире, был одним из самых больших и мощных действующих токамаков в мире. Он был закрыт в декабре 2023 года после 40 лет эксплуатации и перешел на следующий этап своего жизненного цикла - программу вывода из эксплуатации и перепрофилирования JET.

Результаты последних экспериментов, проведенных на JET, привели к публикации 96 статей в различных научных журналах. Только в 2024 году количество статей достигло 18, причем основные авторы работ - ученые UKAEA.

До недавнего времени это был единственный токамак, способный использовать изотопы водорода - дейтерий и тритий - в своей топливной смеси для получения термоядерной плазмы. Эта топливная смесь рассматривается как топливо для электростанций будущего.

Заключительные дейтерий-тритиевые эксперименты JET (DTE3) были сосредоточены на трех ключевых областях: наука о плазме, материаловедение и нейтронная физика. По словам представителей UKAEA, ряд значимых достижений, полученных в ходе экспериментов DTE3, способствует углублению понимания физики плазмы и методов эксплуатации будущих токамаков.

В физике плазмы достигнуты следующие результаты:

• Значительное снижение сильного теплового воздействия на внутренние стенки уствновки, что повышает долговечность и эффективность.
• Более глубокое понимание периодических неустойчивостей на периферии плазмы в токамаках, известных как краевые локализованные моды (Edge Localised Modes, ELMs), которые имеют решающее значение для удержания плазмы.
• Первая успешная демонстрация управления высокой мощностью термоядерной реакции в режиме реального времени путем регулирования смеси дейтерия и трития в топливе, что необходимо для поддержания стабильности плазмы.

В материаловедении к достижениям относятся:

• Новаторское использование лазеров для измерения количества трития, оседающего на внутренних стенках установки между плазменными экспериментами, что позволяет более точно управлять топливом и его перерабатывать.

В нейтронной физике:

• Углубленный анализ воздействия нейтронов на различные компоненты установки, проведенный в условиях токамака с использованием топлива для электростанций. В испытаниях участвовали такие материалы, как вольфрам и сплавы CuCrZr, EUROFER, выбранные за их высокую термостойкость и низкие активационные свойства. Полученные результаты повышают уверенность в прогнозировании степени активации этих материалов во время термоядерного синтеза.

Помимо указанных достижений, эксперименты JET DTE3 также позволили получить ценные сведения об оптимизации материалов для использования в экстремальных условиях, повышении эффективности внутренних стенок и обосновании конструкций термоядерных установок следующего поколения.

После экспериментов DTE3 были проведены заключительные дейтерий-дейтериевые эксперименты, в ходе которых были расширены границы работы JET. Значительным достижением стало успешное использование отрицательной треугольности плазмы, также известной как «перевернутая конфигурация плазмы» (‘inverted plasma configuration’), в импульсах длительностью до минуты. Импульс - это время, в течение которого плазма поддерживается во внутренней камере установки.

Далее читайте в Подробнее.