Альтернативний підхід дасть змогу створити компактні й економічні токамаки, вважають автори дослідження.
Вчені з Принстонської лабораторії фізики плазми, компанії Tokamak Energy і Університету Кюсю в Японії запропонували проєкт компактної сферичної пілотної установки термоядерного синтезу, яка нагріває плазму, використовуючи тільки мікрохвилі. Відмова від традиційних способів підтримання температури спростить проєктування і знизить вартість компактних установок для ядерного синтезу.
Зазвичай сферичні токамаки використовують для нагрівання плазми масивну котушку з мідного дроту – соленоїд, розташований біля центру установки. Новий підхід виключає омічний нагрів і підходить для компактних установок, у яких немає місця для великих магнітних котушок.
Мікрохвилі генеруватимуть гіротрони, розташовані зовні токамака і спрямовані в бік його центру. Принцип нагадує роботу мікрохвильових печей. Коли гіротрони випускають хвилі заданої частоти в плазму, вони і запускають струм, і нагрівають матеріал.
У своїй роботі дослідники змоделювали різні режими роботи, варіанти розташування гіротронів і напрямки випромінювання, щоб показати, що енергії мікрохвиль вистачить, щоб нагрівати й утримувати температуру плазми в токамаку.
Моделювання нагріву – частина проєкту, вдосконаленого сферичного токамака STAR. Володимир Шевченко, співавтор статті та старший технічний консультант Tokamak Energy, сказав, що наприкінці наступного року планує провести експерименти в термоядерному реакторі компанії ST40, щоб перевірити результати моделювання та підтвердити можливість такого нагріву плазми.