Американският стартъп Terra Fusion прави опит да върне в надпреварата за постигане на термоядрен синтез технологията “магнитни огледала”. Тази техника за задържане на плазмата е била изместена от токамаците преди почти половин век. Експерименталната инсталация CMFX вече е генерирала термоядрени неутрони и е демонстрирала, че бързото въртене на плазмата подпомага нейното задържане и нагряване, въпреки че все още е далеч от постигане на енергиен баланс.
Terra Fusion е добавила втори механизъм към старата схема, като централен електрод създава електрическо поле, което заедно с магнитното кара плазмата да се върти със скорост до 1500 км/сек. Центробежната сила предотвратява отклоняването на частиците към краищата на камерата, а разликата в скоростите намалява характерните нестабилности. Едновременно с това въртенето загрява плазмата.
Изследователите са регистрирали пикова скорост на образуване от около 8,4 милиона неутрона в секунда в CMFX. Изчисленията показват тройно произведение (плътност, температура и време на задържане) от приблизително 1,9 × 10¹⁷ м⁻³ keV. Това е около 1/10 от необходимото ниво за всеки от трите параметъра поотделно. При умножаване на тези стойности, разликата спрямо целевия режим е около хилядократна, което означава, че настоящият експеримент не може да се счита за демонстрация на енергийно изгоден реактор.
Инсталацията CMFX е изградена необичайно евтино за стандартите на термоядрената физика. Два основни свръхпроводящи магнита, използвани преди това в медицински томографи, създават магнитно поле до 3 Тесла. Разработчиците са адаптирали магнитите и са използвали други повторно използвани компоненти, включително стъклени бутилки за електрическа изолация. При максимални режими температурата е достигала около 10 милиона келвина, а разрядите са се поддържали стабилни за няколко секунди.
Магнитните огледала са били считани за един от основните пътища към управляемия термоядрен синтез през 70-те и 80-те години на миналия век. Проектът MFTF-B, с дължина 58 метра, е прекратен през 1986 г. след завършване на строителството, без да бъдат проведени планирани експерименти. Финансирането на тези изследвания рязко намалява, като вниманието се пренасочва към токамаците. Връщането към тази идея става възможно благодарение на по-мощни свръхпроводящи магнити, нови методи за моделиране и потискане на нестабилностите.
Подходът на Terra Fusion обаче среща сериозни инженерни предизвикателства. Централният електрод преминава през горещата плазма и в бъдещ реактор трябва да издържи на силно нагряване и поток от неутрони. Конкурентите считат този елемент за уязвим. Основни нерешени задачи за Terra Fusion включват повишаване на плътността на плазмата без загуба на стабилност, износване на материалите, отвеждане на топлината и мащабиране на магнити. Следващият апарат на компанията, TFEC-1, се очаква да бъде оборудван с магнити с поле от 10 Тесла и централен проводник с 10 пъти по-високо напрежение. Terra Fusion цели да доближи инсталацията до научен енергиен баланс до 2029 година.
По информация на Kaldata.
