Новосибирские физики изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
1166
Научная группа Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) впервые показала, что скорость откачки нейтрального газа в вакуумной системе открытой магнитной ловушки может быть уменьшена без роста потерь по сравнению с первоначальной оценкой почти в 100 раз.
Результаты эксперимента не только изменят теоретические представления о влиянии нейтрального газа на плазму, но и в будущем помогут упростить и удешевить конструкцию проекта ИЯФ СО РАН класса мегасайенс Газодинамическая многопробочная ловушка (ГДМЛ). Это Инфраструктурный комплекс разработки новых технологий удержания термоядерной плазмы. Результаты опубликованы в журнале Plasma and Fusion Research.
Главной задачей исследований ИЯФ СО РАН по удержанию плазмы является физическое обоснование термоядерного реактора на основе магнитной ловушки открытого типа, способного работать с топливами, не содержащими радиоактивный тритий. Один из этапов достижения этой цели – создание в ИЯФ СО РАН Инфраструктурного комплекса разработки новых технологий удержания термоядерной плазмы – ГДМЛ. В проект ГДМЛ будет интегрирован весь объем передовых знаний и технологий в области открытых магнитных систем удержания плазмы, накопленных в Институте и мире.
Для достижения параметров проекта ГДМЛ, в частности, необходимо поддерживать в расширителе магнитной ловушки вакуум с параметрами, гарантирующими ее стабильную и надежную работу.
«Нейтральный газ, неизбежно нарабатывающийся в вакуумной системе, увеличивает потери энергии плазмы и снижает ее температуру, – рассказывает старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Елена Солдаткина. – Поэтому вопрос его откачки важен для любого типа открытой магнитной ловушки. Чтобы избавиться от нейтрального газа, необходимо откачивать его из установки со скоростью миллионы литров в секунду, а это серьезно усложняет проект и повышает его стоимость».
На графике показано, что главные параметры плазмы в ГДЛ не меняются вплоть до плотностей, в сто раз превышающих оценочные. Иллюстрация предоставлена Е.Солдаткиной.
В недавних экспериментах на установке ГДЛ (Газодинамическая ловушка) специалисты ИЯФ СО РАН впервые показали, что существующие теоретические расчеты не точны – нейтральный газ в вакуумной системе оказывает меньшее влияние на температуру плазмы, чем предсказывалось, и скорость его откачки может быть уменьшена по сравнению с первоначальной оценкой почти в сто раз.
«Процессы взаимодействия горячей плазмы и холодного газа оказались не так просты, как их описывает теория. Наши эксперименты показали, что плазма при столкновении с нейтральным газом не теряет свои параметры, а пытается «сама за себя постоять», – добавляет Елена Солдаткина. – Она выталкивает газ из горячего центра наружу (к стенкам торцевого бака), то есть берет часть работы по откачке на себя. Так что совсем необязательно откачивать нейтральный газ с такой невероятной скоростью (миллионы литров в секунду), достаточно ста литров в секунду. В будущем это поможет упростить конструкцию ГДМЛ и снизить стоимость всего проекта».
На данный момент в ИЯФ СО РАН разрабатывается собственная, более полная, теория взаимодействия плазмы с нейтральным газом.
По словам Алексея Беклемишева, сейчас в Институте развивается более сложная теория, описывающая кинетику взаимодействия молекул газа между собой снаружи от плазмы. Задача физиков – создать полную теоретическую модель, которая будет учитывать весь диапазон необходимых параметров.
Исследовательские работы проводятся при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых».
Пресс-служба ИЯФ СО РАН
Источники
Эксперименты новосибирских физиков изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Ученые изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
ИЯФ СО РАН
Ученые изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Ученые изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Ученые изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Ученые изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Странные свойства термоядерной плазмы открыли новосибирские физики
Эксперименты новосибирских физиков изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Странные свойства термоядерной плазмы открыли новосибирские физики
Необычные свойства термоядерной плазмы открыли новосибирские физики
Физики ИЯФ СО РАН провели эксперимент, который меняет представления о влиянии нейтрального газа на плазму
Новосибирские физики изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Ученые изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Ученые из Новосибирска обнаружили странные свойства у термоядерной плазмы
Странные свойства термоядерной плазмы открыли новосибирские физики: Яндекс.Новости
Новосибирские ученые-физики изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму
Эксперименты физиков ИЯФ СО РАН изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках: Яндекс.Новости
Эксперименты физиков ИЯФ СО РАН изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Эксперименты физиков ИЯФ СО РАН изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Эксперименты физиков ИЯФ СО РАН изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Эксперименты физиков ИЯФ СО РАН изменили представление о влиянии нейтрального газа на плазму в открытых ловушках
Похожие новости
-
16/09/2016
Российские ученые создали прибор для измерения длины сгустка частиц в ускорите
Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) при поддержке гранта РНФ разработали новое поколение высокоскоростных электронно-оптических приборов для диагностики пучков в ускорителях заряженных частиц - диссектор на основе стрик-камеры. 2373
-
18/06/2020
Цитируемые ученые ТПУ: ториевый реактор, циркониевая керамика и скаффолды, покрытые пленкой оксида графена
Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за май. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 38, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 4,507. 344
-
23/10/2017
Приборы и технологии ИЯФ СО РАН под землей и в космосе
Может ли хорошее финансирование способствовать развитию научного потенциала института? Вопрос, конечно, риторический. Практика показывает: комплексный подход помогает не только продвинуться в исследованиях, но и повысить эффективность работы всей организации, в том числе ликвидировать существующие дисбалансы. 1388
-
15/11/2015
Ускоритель, поражающий только раковые клетки, могут испытать на людях уже в 2017 году
НОВОСИБИРСК, 13 ноября. /ТАСС/. Ученые Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН к 2017 году подготовят к клиническим испытаниям инновационную методику терапии раковых опухолей. Уничтожение больных клеток производится при помощи специально разработанного в институте ускорителя заряженных частиц, сообщил в пресс-центре ТАСС в Новосибирске и. 1569
-
26/12/2016
В ИЯФ СО РАН разрабатывают новый способ лечения опухолей мозга
Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН исследуют метод микропучковой рентгеновской терапии злокачественных опухолей мозга. Уже проведены пробные эксперименты по облучению клеточных культур глиомы человека с добавлением наночастиц оксида марганца. 2159
-
28/12/2016
Усовершенствованный новосибирский коллайдер даст шанс увидеть следы новой физики
Почему коллайдер – это одновременно и паровоз, и микроскоп, где в России работают коллайдеры и дадут ли они толчок к новой физике, изменив Стандартную модель, в материале Indicator.Ru. В конце 2015 года в Институте ядерной физики им. 2232
-
02/03/2020
В России придумали, как управлять свойствами керамики
Неизвестный ранее физический эффект, существенно повышающий возможности управления свойствами керамики, обнаружен учеными Томского политехнического университета (ТПУ). Результаты исследования могут быть использованы для разработки новых видов керамики с улучшенными эксплуатационными свойствами, считают его авторы. 536
-
12/11/2015
Странное очарование кварков
В рамках проекта "Инновации: достижения и проблемы" газета "Честное слово" продолжает цикл публикаций о проблемах развития инновационных проектов. Сегодня мы расскажем о новых инновационных разработках Института ядерной физики СО РАН. 2589
-
12/01/2016
Сибирские физики предлагают альтернативный ИТЭР проект термоядерного реактора
Ученые Института ядерной физики СО РАН разрабатывают альтернативный, более привлекательный в коммерческом отношении проект, сообщил РИА Новости замдиректора ИЯФ по научной работе Александр Иванов. 2880
-
27/03/2017
Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора
Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал. 2968