Ідеться про нерівномірний розподіл часток усередині токамаків — пристроїв торової форми, де магнітні поля утримують перегріту плазму для відтворення процесів, що відбуваються всередині зірок.
Читайте также: NASA повертається до Місяця. Все, що відомо про перші години історичної місії Артеміда-2
Проблема полягала в роботі системи вихлопу, відомої як дивертор. Частина часток неминуче залишає розпечене ядро і вдаряється об металеві пластини дивертора, де вони охолоджуються та повертаються в цикл. Проте експерименти стабільно показували дивний дисбаланс: на внутрішню мішень дивертора потрапляло значно більше часток, ніж на зовнішню. Досі жодна наукова модель не могла точно пояснити, чому це стається, що створювало великі труднощі для інженерів, які намагаються спроєктувати витривалі промислові реактори.
Раніше вважалося, що причиною є так званий поперечний дрейф — рух часток вбік поперек ліній магнітного поля. Однак моделювання лише цього ефекту не збігалося з реальними вимірюваннями. У новому дослідженні, опублікованому в журналі Physical Review Letters, фізики довели, що «секретним інгредієнтом» є тороїдальне обертання плазми навколо осі реактора.
Використовуючи спеціалізований програмний код SOLPS-ITER, команда вчених змоделювала поведінку плазми в токамаку DIII-D, розташованому в Каліфорнії. Вони перевірили чотири сценарії, чергуючи вплив поперечного дрейфу та обертання. Результати стали сенсацією: модель ідеально збіглася з реальністю лише тоді, коли в розрахунки додали виміряну швидкість обертання ядра, яка становить разючі 88,4 кілометра на секунду.
Читайте также: Швидше та дешевше. Стартап Cognichip залучив $60 млн, щоб створювати мікрочипи за допомогою ШІ
«У плазмі існують два компоненти течії: поперечний дрейф і паралельний потік уздовж ліній магнітного поля, зумовлений обертанням ядра», — пояснює провідний автор дослідження Ерік Емді. Виявилося, що обертання ядра має таку ж важливість для створення асиметрії, як і поперечний рух часток. Разом ці два фактори створюють набагато сильніший ефект, ніж кожен окремо.
Це відкриття має критичне значення для інженерії майбутнього. Тепер конструктори можуть точно прогнозувати, куди саме спрямовуватиметься основний потік тепла та часток відпрацьованого газу. Точні прогнози дозволять створювати дивертори, здатні витримувати екстремальні навантаження протягом тривалого часу. Це наближає людство до створення надійних термоядерних електростанцій, здатних забезпечити світ практично безмежною та чистою енергією.
Читайте также: Понад 512 тисяч рядків коду. Витік даних Claude Code показав нові функції
