SMART (Tokamak SMART/Small Aspect Ratio) — единственный в мире термоядерный реактор с «отрицательной триангуляцией», недавно произведший свою первую плазму. Это важный шаг на пути к созданию устойчивых источников чистой и неограниченной энергии на основе ядерного синтеза. Реактор был построен в Лаборатории науки о плазме и термоядерном синтезе Севильского университета (Испания) и теперь переходит в фазу эксплуатации.
Термоядерные реакторы имитируют процесс, происходящий в звездах: при экстремально высоких температурах атомы водорода сливаются, образуя гелий и высвобождая огромное количество энергии. В отличие от реакторов деления, которые используют расщепление тяжелых ядер и генерируют радиоактивные отходы, синтез является более экологически чистым процессом.
Для удержания плазмы (состояния материи, при котором атомы теряют электроны и превращаются в ионные ядра) ученые используют токамаки. Эти кольцеобразные установки применяются для исследования технологии ядерного синтеза. Крупнейшим на сегодня проектом является Международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER), однако SMART выделяется на его фоне своими особенностями.
SMART — это компактный реактор размером 1,6 × 1,6 м. Его магнитная система включает 12 катушек тороидального поля и 8 катушек полоидального поля, которые обеспечивают стабильность плазмы. Главное отличие SMART — его уникальная форма плазменного сечения. В традиционных токамаках поперечное сечение плазмы напоминает букву «D», при этом прямая часть направлена к центру реактора (положительная триангуляция). В SMART изогнутая часть обращена внутрь, что называют отрицательной триангуляцией.
Эта инновационная конфигурация имеет несколько ключевых преимуществ. Отрицательная триангуляция помогает подавлять нестабильности плазмы, которые приводят к выбросу частиц и энергии. Это снижает нагрузку на внутреннюю стенку реактора и продлевает срок службы оборудования, что особенно важно для будущих коммерческих термоядерных установок.
Прошлый год стал важным этапом в развитии SMART: ученые опубликовали серию исследований, посвященных физике реактора и его потенциалу в сфере энергетики. Проект реализуется в сотрудничестве с Принстонской лабораторией физики плазмы, а недавний запуск первой плазмы подтверждает работоспособность концепции.
Дальнейшие исследования помогут оценить эффективность отрицательной триангуляции и ее влияние на удержание и стабильность плазмы. Успех SMART может приблизить создание полноценных термоядерных реакторов нового поколения, способных обеспечить человечество безопасной и практически неисчерпаемой энергией.