Исследователи Санкт-Петербургского Политеха и ФТИ им. А.Ф. Иоффе, как сообщила пресс-служба Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (член Национальной ассоциации участников рынка робототехники), впервые в мировой практике зафиксировали критически важные параметры поведения плазмы на периферии термоядерной установки. Ученым удалось измерить скорость вращения плазменных потоков и проследить за изменениями электрического поля в моменты возникновения периферийных локализованных мод (ELM). Эти процессы определяют стабильность работы современных токамаков и являются ключом к созданию управляемого термоядерного синтеза.

В режиме улучшенного удержания (H-режим) внутри тороидальной камеры формируется своего рода тепловой барьер, который удерживает колоссальную энергию в центре. Однако на границе этого барьера из-за перепада давления возникают периодические выбросы — те самые ELM. Если эти всплески становятся слишком мощными, они способны повредить внутреннюю облицовку реактора. Эксперименты на российском сферическом токамаке «Глобус-М2» доказали, что малые ELM представляют собой сложный динамический режим, работающий по своим уникальным законам и позволяющий безопасно стравливать излишки энергии без разрушения установки.

Данные, полученные в ходе исследования, раскрывают физику этих процессов. Ученые зафиксировали пятикратный рост температуры электронов на границе и двукратное увеличение их концентрации во время всплесков. При этом скорость вращения плазмы на глубине в несколько сантиметров возрастает на 50%, а плазменные жгуты перемещаются со скоростью до 10 км/с. Эти сведения позволят создать более точные модели управления плазмой, что сделает новые энергетические реакторы надежными и предсказуемыми в эксплуатации.