Ученые решили давнюю проблему, стоявшую 70 лет на пути к термоядерной энергии.

Энергия термоядерного синтеза приблизилась на один шаг к реальности, объявил Техасский университет в Остине. Исследователи университета объединили усилия с кома́ндой из Лос-Аламосской национальной лаборатории и Type One Energy Group и решили давнюю проблему в этой области — как удерживать высокоэнергетические частицы внутри термоядерных реакторов.

Когда высокоэнергетические альфа-частицы выходят из реактора, это препятствует достижению плазмой необходимой температуры и плотности для поддержания реакции синтеза. Чтобы предотвратить утечку частиц, инженеры разрабатывают сложные системы магнитного удержания, но в магнитном поле часто возникают прорехи. Для прогнозирования их местоположения и устранения требуется огромное количество вычислительного времени. В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, исследовательская группа описывает обнаружение упрощенного подхода, который позволяет инженерам проектировать герметичные системы магнитного удержания в 10 раз быстрее, чем с использованием стандартного метода, не жертвуя при этом точностью. "Самое захватывающее то, что мы решаем проблему, которая оставалась открытой почти 70 лет", — заявил Джош Бёрби (Josh Burby), доцент физики в UT и первый автор статьи. "Это парадигмальный сдвиг в том, как мы проектируем эти реаторы..."

Этот новый метод также может помочь в решении аналогичной, но иной проблемы в другой популярной конструкции термоядерного реактора, называемого токамаком. В этой конструкции существует проблема с неуправляемыми электронами — высокоэнергетическими электронами, которые могут пробить отверстие в окружающих стенках. Новый метод позволяет выявлять прорехи в магнитном поле, через которые эти электроны могут выходить.