Цивилизация
Физики из Федеральной политехнической школы Лозанны (EFPL) в Швейцарии в сотрудничестве с другими европейскими учеными пересмотрели одно из фундаментальных ограничений в области термоядерного синтеза, так называемый предел Гринвальда, который считался важнейшим параметром в исследованиях плазмы на протяжении более трех десятилетий и лег в основу проектирования комплекса ITER и других подобных мегапроектов. Выяснилось, что теоретически можно безопасно использовать гораздо больше водородного топлива в строящихся термоядерных реакторах без дестабилизации процесса синтеза и таким образом получать больше энергии, чем считалось ранее. Статья об этом опубликована в журнале Physical Review Letters.
Ключом к открытию нового принципа стало моделирование турбулентности в плазме токамака. Некоторые симуляции настолько сложны, что полноценно проводить их стало возможно лишь благодаря развитию самых мощных суперкомпьютеров на планете. По словам Паоло Риччи из Швейцарского плазменного центра при EFPL — одного из авторов новой статьи, — такой реактор, как ITER, может работать с вдвое большим количеством водорода, чем ожидалось, что также увеличивает его максимальный теоретический выход энергии. То же самое касается и других токамак-реакторов — тороидальных камер, окруженных магнитным полем, — вроде преемника ITER, известного под именем DEMO.
Закон масштабирования реакции синтеза, разработанный Риччи и его группой, корректирует предел Гринвальда, открытый эмпирическим путем Мартином Гринвальдом в 1988 году в ходе поиска ответа на вопрос о том, сколько топлива можно использовать до того, как в реакторе дестабилизируются процессы термоядерного синтеза. «Гринвальд вывел закон эмпирически, т.е. из экспериментальных данных, а не из полноценной теории или того, что мы бы назвали «основными принципами», — пояснил Риччи в интервью изданию Live Science. Ограничение работало достаточно хорошо для того, чтобы продвигать существующие проекты, но серьезно ограничивало перспективы будущих установок, таких, как DEMO, «потому что оно говорит: вы не можете увеличить загрузку топлива выше определенного предела», это грозит пробоем.
Риччи является одним из руководителей исследовательского проекта, который объединил теоретическую работу с результатами, полученными в ходе года экспериментов на трех различных термоядерных реакторах по всей Европе — на Tokamak à Configuration Variable (TCV) компании EPFL, на британском Joint European Torus (JET) и на модернизированной установке ASDEX в Германии.