Новости

25.12.2017 12:38
Рубрика: Общество
Проект: В регионах

Мясорубка в космосе

Ученые Сибири создают плазменный двигатель
В Институте ядерной физики им. Г. Будкера СО РАН запустили установку СМОЛА. Название расшифровывается как Спиральная магнитная открытая ловушка. С одной стороны, новая установка должна помочь сделать еще один шаг к управляемому термоядерному синтезу (УТС), а с другой - она позволит разгонять космические корабли до рекордных скоростей.
Установка СМОЛА должна снизить потери плазмы в сто раз. Фото: ИЯФ СО РАН Установка СМОЛА должна снизить потери плазмы в сто раз. Фото: ИЯФ СО РАН
Установка СМОЛА должна снизить потери плазмы в сто раз. Фото: ИЯФ СО РАН

На пути к термоядерному синтезу как неисчерпаемому источнику экологически чистой энергии проблем оказалось намного больше, чем предполагали ученые полвека назад. Сегодня экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР, сердцем которого является токамак  - замкнутая ловушка для плазмы, строится на юге Франции. Но на основе токамака термоядерную энергетику будущего вряд ли удастся построить. Во-первых, это обходится слишком дорого (смета ИТЭРа перевалила за 15 миллиардов евро), а сроки строительства постоянно затягиваются.  А во-вторых, в токамаке можно зажечь только плазму, состоящую из смеси трития и дейтерия. Но тритий и сам радиоактивен, и в процессе реакции образуется нейтронная радиация. Так что у такой термоядерной станции будут почти те же экологические проблемы, что сегодня у АЭС.

Открытые ловушки, которыми занимаются в ИЯФе, лишены этих недостатков: они на порядок проще и дешевле, и в них, по расчетам, можно зажечь чистую, безнейтронную термоядерную реакцию. Но беда в том, что они открытые, а значит, плазма может из них утекать. Решить эту проблему и призвана установка СМОЛА.

- Идея состояла в том, чтобы создать магнитное поле в виде винта. Представьте себе мясорубку, которая крутит фарш. Фарш в нашем случае - это и есть плазма, - рассказал "РГ" старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Антон Судников. - Частицы плазмы стремятся вылететь из "мясорубки" через решетку, но если мы будем крутить ручку в обратном направлении, то "фарш" будет двигаться назад - противоположные импульсы компенсируют друг друга и плазма останется на месте, то есть в ловушке.

- По оценкам теоретиков продольные потери плазмы уменьшатся в 20-100 раз. Это позволит поднять температуру плазмы на порядки, - комментирует замдиректора ИЯФ Александр Иванов.

Термояд можно получить проще, чем на установках токамак

Планируется, что две установки СМОЛА станут частями новой Газодинамической многопробочной ловушки, которую проектируют в ИЯФе. Ожидается, что на ней будут достигнуты параметры плазмы, не уступающие лучшим токамакам. Это может стать настоящим прорывом.

А кроме того, если мы начнем крутить ручку "мясорубки" в другую сторону, то частицы плазмы будут не тормозиться, а наоборот, вылетать с ускорением. В этом случае мы получим прототип плазменного двигателя, с помощью которого можно будет слетать не только на Луну или Марс, но и к дальним планетам Солнечной системы.

- СМОЛА - это красивая и быстрая реализация идеи по удержанию плазмы с параметрами, близкими к управляемому термоядерному синтезу, - комментирует директор ИЯФа Павел Логачев. - С одной стороны, мы рассчитываем получить новые технологии для УТС, а с другой - перспективный плазменный двигатель для космических кораблей.

*Это расширенная версия текста, опубликованного в номере "РГ"