Спиральная магнитная открытая ловушка (СМОЛА)

К 2060 году обществу потребуются источники энергии, основанные на новых и неиспользуемых сегодня принципах. Одним из них может стать управляемый термоядерный синтез — слияние лёгких ядер в более тяжёлые.

Вещество нужно нагреть, чтобы ядра двигались быстро и могли вступить в реакцию. Для наиболее простой реакции D+T эта температура составляет 10 кэВ; при этом вещество становится полностью ионизированной плазмой. Кроме того, плазма должна пробыть горячей достаточно долго, чтобы ядра успели встретиться и прореагировать. Тем самым, есть две задачи для термоядерного синтеза: нагреть и удержать плазму.

Мы работаем над удержанием плазмы магнитным полем. В линейных магнитных ловушках, над которыми работают плазменные лаборатории ИЯФ СО РАН, магнитное поле симметрично относительно прямой или почти прямой оси. Это обеспечивает хорошее подавление потерь энергии поперёк магнитного поля, но требует так или иначе подавить поток плазмы вдоль силовых линий. Для этого используются различные конфигурации магнитных пробок (локальных максимумов магнитного поля) и распределения электростатического потенциала в плазме.

СМОЛА (спиральная магнитная открытая ловушка) — линейная винтовая многопробочная система, созданная для проверки новой концепции улучшенного удержания. Эта концепция основана на создании движущихся в системе отсчёта плазмы магнитных пробок, которое создается вращением плазмы в скрещенных радиальном электрическом и винтовом магнитных полях. Направление силы, действующей на плазму, зависит от направлений электрического и магнитного полей и направления спиральности обмотки.

Торможение плазмы внешней силой может обеспечить лучшее продольное удержание по сравнению с уже проверенными методами, что делает возможным получение более высоких параметров термоядерной плазмы.

При изменении направления вращения возможно ускорение плазменной струи. Это может послужить основой для создания мощных плазменных двигателей для дальнего космоса.