Настало время посмотреть на полет плазмы в токамаке

В обычных установках лития не будет — с его помощью отслеживают магнитные поля.

Компания Tokamak Energy показала кадры, снятые прямо в токамаке ST-40. Внутри установки плазма светится розовым светом, а частицы лития оставляют яркие красные и зелено-желтые следы.

Съемка ведется со скоростью 16000 кадров в секунду и помогает физикам изучать одну из главных проблем будущих термоядерных электростанций — отвод огромного объема тепла, генерируемого реакцией.

Для термоядерного синтеза токамак должен удерживать плазму при температуре в миллионы градусов. Магнитное поле не дает ей соприкасаться со стенками установки, однако часть энергии все равно покидает центральную область.

Этот поток направляют к специальным элементам — диверторам. В экспериментах на ST-40 исследователи измеряли тепловую нагрузку до 150 мегаватт на квадратный метр. На электростанциях диверторам придется выдерживать такую нагрузку продолжительное время, поэтому инженеры ищут способы снизить температуру плазмы еще до ее попадания на эти элементы.

Один из вариантов — режим X-point radiator, или XPR. В нем примеси заставляют плазму интенсивнее излучать энергию возле X-точки магнитного поля, расположенной рядом с дивертором.

Для подобных экспериментов физики используют литий: когда частицы размером с песчинку попадают во внешние, более холодные слои плазмы, нейтральные атомы лития начинают светиться красным. После ионизации литий начинает двигаться вдоль магнитных силовых линий и становятся маркерами магнитного поля.