А.Д.Беклемишев Новые физические явления в плазме многопробочной ловушки и перспективы удержания Ловушка ГОЛ-3 задумывалась как установка для проверки концепций нагрева плазмы релятивистским электронным пучком и термоядерного реактора с многопробочным удержанием. Исходно концепция термоядерного реактора основывалась на двух принципах - замедленном диффузионном разлёте плазмы в вакуум вдоль магнитного поля и поперечном "стеночном" удержании с высоким бета. Разлёт в вакуум был необходим, поскольку термоизоляция по электронному каналу вдоль поля представлялась недостаточной для стационарного удержания, когда плазма находится в контакте с торцом. Реализация принципа "стеночного" удержания позволила бы достичь сразу двух целей - удержать плазму высокой плотности при термоядерной температуре и стабилизировать конвективные (желобковые) неустойчивости, которые при низком бета должны были развиваться в данной магнитной конфигурации. Таким образом, реактор на основе многопробочной ловушки представлялся принципиально импульсным. Работа установки ГОЛ-3 в части нагрева плазмы электронным пучком, а также при "нерасчётном" низком значении бета и в контакте с торцами оказалась гораздо более успешной, чем можно было рассчитывать. Достигнуты температуры в диапазоне 3-5 кэВ при плотностях ~1015 см^-3 и бета в десятки процентов. В первую очередь это связано с тем, что получающаяся плазма является турбулентной, а турбулентность существенно уменьшает продольные потери, нивелируя эту слабость открытых ловушек. Вместе с тем, режима "стеночного" удержания, как и высоких параметров при свободном разлёте плазмы пока достичь не удалось. Оказалось, что нагрев ионов релятивистским электронным пучком в многопробочной ловушке идёт через стадию ускорения потоков плазмы и ионной турбулентности. Этот процесс гораздо быстрее и эффективнее исходно предполагавшегося нагрева ионов через электрон-ионные столкновения. Ещё один эффект, порождаемый пучком - подавление продольного переноса по электронному каналу. По-видимому, он связан с рассеянием электронов развитой высокочастотной плазменной турбулентностью. Коэффициент подавления в эксперименте достигает 103. Продольный перенос по ионному каналу также снижен (по сравнению с рассчитанным в ламинарной модели многопробочного удержания) в результате развития неустойчивости с частотой порядка баунс-частоты ионов. Эта неустойчивость, вероятно, поддерживается течением плазмы по гофрированной магнитной системе и приводит к эффективному рассеянию пролётных ионов по продольной скорости. Измеренные времена удержания ионов соответствуют эффективной длине свободного пробега в 30 раз меньшей расчетной при иной функциональной зависимости от плотности. Конвективные желобковые неустойчивости, которые должны были бы выбрасывать плазму на стенку (по критерию - неустойчивы) в эксперименте не заметны. Основные проблемы устойчивости связаны с развитием винтовых и тиринг мод (токи генерируются релятивистским пучком), которые, однако, удаётся решить, если плазма связана с торцами. Именно продольные токи и порождаемый ими шир поля могут быть причиной наблюдаемой желобковой устойчивости плазмы. Новые физические явления, наблюдаемые в плазме ГОЛ-3, требуют пересмотра концепции термоядерного реактора на основе многопробочной ловушки. Представляется, что такой реактор может быть стационарным, работать при бета меньше единицы, и иметь гораздо меньшие размеры по сравнению с исходной моделью.