បើកអន្ទាក់

អន្ទាក់បើកចំហគឺជាប្រភេទនៃការដំឡើងសម្រាប់ការបង្ខាំងម៉ាញ៉េទិចនៃប្លាស្មា thermonuclear ។ អន្ទាក់បើកចំហមានគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗមួយចំនួនលើប្រព័ន្ធទប់ស្កាត់ផ្សេងទៀត៖ ពួកគេមានភាពទាក់ទាញតាមទស្សនៈវិស្វកម្ម។ ពួកគេប្រើដែនម៉ាញេទិកដែលដាក់ប្លាស្មាយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។ ពួកគេអនុញ្ញាតឱ្យធ្វើការនៅក្នុងរបៀបស្ថានី; ពួកគេដោះស្រាយបញ្ហានៃការដកផលិតផលប្រតិកម្ម thermonuclear និងភាពមិនបរិសុទ្ធខ្លាំងចេញពីប្លាស្មាតាមរបៀបសាមញ្ញ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វាត្រូវបានគេជឿថាជាយូរមកហើយថាការរំពឹងទុកនៃអន្ទាក់បើកចំហជាមូលដ្ឋាននៃរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear គឺមានការសង្ស័យដោយសារតែអត្រាខ្ពស់នៃការបាត់បង់ប្លាស្មានៅតាមបណ្តោយបន្ទាត់ដែនម៉ាញេទិក។ ស្ថានភាពបានផ្លាស់ប្តូរកាន់តែប្រសើរឡើងតែក្នុងអំឡុងពេលមួយទសវត្សរ៍ចុងក្រោយនេះ នៅពេលដែលការកែលម្អមួយចំនួននៃអន្ទាក់បើកចំហត្រូវបានស្នើឡើង ដែលបានលុបបំបាត់គុណវិបត្តិនេះយ៉ាងច្រើន។ ការពិនិត្យឡើងវិញបង្ហាញពីគោលការណ៍រូបវន្តនៃប្រភេទអន្ទាក់បើកចំហថ្មី (ambipolar, centrifugal, multiple-mirror, gas-dynamic, etc.) ពិពណ៌នាអំពីស្ថានភាពបច្ចុប្បន្ននៃការស្រាវជ្រាវលើពួកវា និងធ្វើការព្យាករណ៍សម្រាប់អនាគតនៃប្រព័ន្ធទាំងនេះ។ លទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់អន្ទាក់បើកចំហជាម៉ាស៊ីនភ្លើងនឺត្រុងហ្វាលខ្ពស់ដែលមានថាមពល 14 MeV កំពុងត្រូវបានពិចារណា។ អ៊ីល 29. គន្ថនិទ្ទេស។ ឯកសារយោង 97 (102 ចំណងជើង) ។

NSN បានរាយការណ៍ថាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ (INP) សម្រេចបានកំដៅប្លាស្មាដែលមានស្ថេរភាពដល់ 10 លានអង្សាសេ។ នាយករង INP សម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ Alexander Ivanov. អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានពន្យល់ពីអ្វីដែលអនាគតនៃការអភិវឌ្ឍន៍នេះបើកឡើង ហើយមូលហេតុដែលវាជាគោលការណ៍លុបបំបាត់ការបង្កើតកាកសំណល់វិទ្យុសកម្ម។

- BINP បានចាប់ផ្តើមពិចារណាពីជម្រើសសម្រាប់បង្កើតប្រព័ន្ធកម្តៅ ដោយផ្អែកលើអន្ទាក់បើកចំហ។ តើ​នេះ​មានន័យថា​ម៉េច​?

ប្រសិនបើយើងកំពុងនិយាយអំពីកំដៅប្លាស្មា 10 លានដឺក្រេ យើងត្រូវតែចងចាំថា សីតុណ្ហភាពនេះគឺខ្ពស់ជាងនៅកណ្តាលព្រះអាទិត្យ។ តាមធម្មជាតិ ប្លាស្មាក្តៅបែបនេះមិនអាចមាននៅក្នុងនាវាប្រភេទខ្លះដែលមានជញ្ជាំងសម្ភារៈទេ - ទោះបីជាវាក្រាស់ខ្លាំងក៏ដោយ ពួកគេនឹងនៅតែឆេះដដែល។ ដើម្បីជៀសវាងបញ្ហានេះ នោះគឺដើម្បីរក្សាប្លាស្មាក្តៅ យ៉ាងហោចណាស់មានវិធីពីរយ៉ាង។

ទីមួយគឺនៅពេលដែលប្លាស្មាត្រូវបានដាក់ក្នុងដែនម៉ាញេទិច toroidal ដ៏រឹងមាំ ដែលផ្លាស់ប្តូរគន្លងនៃភាគល្អិតប្លាស្មា បន្ទាប់មកពួកវាចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទីជារង្វង់ដែលរុំជុំវិញបន្ទាត់ដែនម៉ាញេទិក។ ក្នុងករណីនេះប្លាស្មាមិនផ្លាស់ទីឆ្លងកាត់ដែនម៉ាញេទិកទេដែលបង្កើតឱ្យមានលំហូរកំដៅ។ គោលការណ៍នេះគឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការដំឡើង tokamak ដែលមានរាងជា "នំដូណាត់" ដែលមានវាលម៉ាញេទិកនៅខាងក្នុង ដែលស្នើឡើងនៅក្នុងប្រទេសរបស់យើងសម្រាប់ការបង្ខាំងប្លាស្មាម៉ាញេទិកសម្រាប់ការលាយបញ្ចូលគ្នានៃទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែ។ នៅក្នុងការប្រណាំងនៃគំនិតអំពីរបៀបបង្កើតព្រះអាទិត្យនៅលើផែនដី ការដំឡើងទាំងនេះកំពុងនាំមុខគេ។

មានប្រព័ន្ធមួយទៀត។ និយាយឱ្យសាមញ្ញ នេះគឺជាបំពង់អន្ទាក់បើកចំហវែងដែលមានវាលម៉ាញេទិកបណ្តោយ ដែលប្លាស្មាត្រូវបានរក្សាទុកពីការប៉ះនឹងជញ្ជាំង ប៉ុន្តែរីករាលដាលដោយសេរីតាមបណ្ដោយ និងប៉ះជញ្ជាំងចុង។ នៅក្នុងអន្ទាក់ទាំងនេះ យើងបានរៀនបង្កើតវាដើម្បីឱ្យការបាត់បង់កំដៅនៅតាមបណ្តោយដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងការពង្រីកប្លាស្មាដោយឥតគិតថ្លៃ។

- តើយើងនៅឆ្ងាយប៉ុណ្ណាពីការបង្កើតរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear?

មានរ៉េអាក់ទ័រដែលគោលការណ៍ប្រតិបត្តិការគឺផ្អែកលើ tokamaks ផ្សេងទៀតនៅលើអន្ទាក់បើកចំហ ហើយមានផងដែរ ឧទាហរណ៍ ប្រព័ន្ធជីពចរ នៅពេលដែលការធ្លាក់ចុះនៃប្រេងឥន្ធនៈ tritium-deuterium ត្រូវបានបញ្ឆេះដោយឡាស៊ែរ ហើយវាឆេះក្នុងរយៈពេលមួយលានវិនាទី។ ផ្តល់ថាមពល។

ចំពោះ tokamaks ក្នុងរយៈពេល 10 ឆ្នាំ រ៉េអាក់ទ័រ ITER ដ៏ធំនឹងត្រូវបានដាក់ឱ្យដំណើរការនៅប្រទេសបារាំង ដែលជារចនាសម្ព័ន្ធស៊ីក្លូនៃភាពស្មុគស្មាញដ៏អស្ចារ្យ ដែលការដុតកម្ដៅនៃប្លាស្មានឹងត្រូវបានបង្ហាញ។ លើសពីនេះទៅទៀត សីតុណ្ហភាពនៅទីនោះគឺខ្ពស់ជាងអ្វីដែលយើងអាចទទួលបាននាពេលបច្ចុប្បន្ននេះប្រហែល 10 ដងនៅក្នុងអន្ទាក់បើកចំហ។

ប៉ុន្តែយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅសីតុណ្ហភាព 10 លានដឺក្រេ អ្វីៗដែលមានប្រយោជន៍អាចធ្វើទៅរួច ជាពិសេសគឺប្រភពនឺត្រុងដ៏មានអានុភាព ដែលត្រូវការជាចាំបាច់សម្រាប់ការធ្វើតេស្តសម្ភារៈនៃរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear នាពេលអនាគត។ (នោះគឺជាជញ្ជាំងនៃ tokamaks ក្នុងអំឡុងពេលធ្វើតេស្តនឹងត្រូវបានប៉ះពាល់ទៅនឹងលំហូរដ៏មានឥទ្ធិពលនៃនឺត្រុង ហើយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនឹងអាចក្លែងធ្វើស្ថានភាពបានពេញលេញ។ នៅខាងក្នុងប្រព័ន្ធនៃរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរដែលដំណើរការដោយមេគុណគឺតិចជាងការរួបរួម។ នេះបង្កើនយ៉ាងខ្លាំងនូវសុវត្ថិភាពនៃប្រព័ន្ធ subcritical ដែលជាគោលការណ៍លុបបំបាត់លទ្ធភាពនៃគ្រោះថ្នាក់ប្រភេទ Chernobyl ។

- តើ​សមិទ្ធិផល​របស់​អ្នក​មាន​ភាព​ជោគជ័យ​បែប​ណា​?

ឥឡូវនេះ អ្នកឯកទេសនុយក្លេអ៊ែររបស់រុស្ស៊ីបានឈានដល់កម្រិតមួយដែលយើងអាចចាប់ផ្តើមរចនាគំរូនៃប្រភពនឺត្រុងដ៏មានឥទ្ធិពលបែបនេះ។ ប្រសិនបើយើងក្រឡេកមើលរយៈពេលវែងជាងនេះ ខ្ញុំមិនឃើញមានការរឹតបន្តឹងលើការមិនបង្កើនសីតុណ្ហភាពកំដៅប្លាស្មាមិនឱ្យដល់ 10 លានទេ ប៉ុន្តែនិយាយថាដល់ 300 លានដឺក្រេ។

ដោយផ្អែកលើមូលដ្ឋាននេះ យើងនៅ BINP កំពុងពិចារណាពីលទ្ធភាពសម្រាប់ការបង្កើតអន្ទាក់ជំនាន់ក្រោយ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលនឹងត្រូវបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ហើយយើងនឹងគិតយ៉ាងម៉ត់ចត់អំពីការបង្កើតរ៉េអាក់ទ័រ ITER ជំនួស។ ប្រសិនបើអ្វីៗទាំងអស់នេះដំណើរការបាន រ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear របស់យើងផ្អែកលើអន្ទាក់បើកចំហអាចមានភាពទាក់ទាញជាងពាណិជ្ជកម្មដែលមានមូលដ្ឋានលើ tokamaks ហើយរចនាសម្ព័ន្ធដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងប្រទេសបារាំងមិនអាចប្រកួតប្រជែងជាមួយនឹងវាទាក់ទងនឹងភាពសាមញ្ញបច្ចេកទេសបានទេ។

ឥឡូវនេះ យើងបានឈានដល់កម្រិតមួយ ដែលយើងអាចចាប់ផ្តើមរចនាគំរូនៃប្រភពនឺត្រុងដ៏មានថាមពលបែបនេះ។ ប្រសិនបើយើងក្រឡេកមើលរយៈពេលវែងជាងនេះ ខ្ញុំមិនឃើញមានការដាក់កម្រិតលើការមិនបង្កើនសីតុណ្ហភាពកំដៅប្លាស្មាមិនឱ្យដល់ 10 លានទេ ប៉ុន្តែនិយាយថាដល់ 300 លានដឺក្រេ។

ដោយផ្អែកលើការសន្និដ្ឋាននេះ យើងនៅ BINP កំពុងពិចារណាពីលទ្ធភាពសម្រាប់ការបង្កើតអន្ទាក់ជំនាន់ក្រោយ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលនឹងត្រូវបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ហើយយើងនឹងគិតយ៉ាងខ្លាំងអំពីការបង្កើតរ៉េអាក់ទ័រជំនួស។ ប្រសិនបើអ្វីៗដំណើរការបាន រ៉េអាក់ទ័រលាយបញ្ចូលគ្នាដែលមានមូលដ្ឋានលើអន្ទាក់បើកចំហអាចមានភាពទាក់ទាញជាងពាណិជ្ជកម្មដែលមានមូលដ្ឋានលើ tokamaks ។

- រ៉េអាក់ទ័រដែលមានមូលដ្ឋានលើអន្ទាក់បើកចំហ ... តើតាមរបៀបណាផ្សេងទៀតដែលពួកគេចូលចិត្ត tokamaks?

យើងសង្ឃឹមថារូបរាងរបស់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រផ្អែកលើអន្ទាក់ចំហរ ដែលបច្ចុប្បន្នយើងកំពុងធ្វើការនឹងអាចធ្វើទៅបានជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍ជាក់លាក់។ ពួកគេមានគុណសម្បត្តិជាក់លាក់បើប្រៀបធៀបទៅនឹង tokamaks ។ ជាចុងក្រោយ ខ្ញុំមានន័យថា លទ្ធភាពនៃការធ្វើការលើឥន្ធនៈ thermonuclear ដែលមិនផលិតនឺត្រុងហ្វាលទាល់តែសោះ ឬផលិតបានតិចតួចបំផុត ដែលមិនមានបញ្ហាជាមួយនឹងការផ្ទុករយៈពេលវែង និងការចោលកាកសំណល់វិទ្យុសកម្ម។

សូមចំណាំថា វិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ បានប្រកាសរួចហើយថា គម្រោងបង្កើតរ៉េអាក់ទ័រ ITER ជំនួសវិញ។ វិទ្យាស្ថានគ្រោងនឹងបញ្ចប់មូលដ្ឋានបច្ចេកទេស និងសេដ្ឋកិច្ចសម្រាប់គម្រោងគំរូនៃម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រជំនួសដែលមានឈ្មោះកូដ GDML (Gas Dynamic Trap)។

មូលដ្ឋានរូបវិទ្យានៃការរចនានៃរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ដោយផ្អែកលើអន្ទាក់បើកចំហ

វិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ ដាក់ឈ្មោះតាម។ SB RAS, Novosibirsk, RF, *****@***ru
* សាកលវិទ្យាល័យរដ្ឋ Novosibirsk, Novosibirsk, សហព័ន្ធរុស្ស៊ី
** សាកលវិទ្យាល័យបច្ចេកទេសរដ្ឋ Novosibirsk Novosibirsk សហព័ន្ធរុស្ស៊ី

នៅក្នុងការតភ្ជាប់ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍនៃប្រភេទថ្មីនៃអន្ទាក់អ័ក្សស៊ីមេទ្រីបើកចំហជាមួយនឹងប្លាស្មាក្រាស់ និងការទប់ស្កាត់កញ្ចក់ច្រើននៃការបាត់បង់បណ្តោយ (GDMLS) ការប៉ាន់ប្រមាណអំពីអ្វីដែលម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ផ្អែកលើពួកវាអាចមើលទៅគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍។ ជាពិសេស វាចាំបាច់ក្នុងការវាយតម្លៃថាតើការបញ្ឆេះអាចសម្រេចបាននៅក្នុងវា តើវដ្តឥន្ធនៈអ្វីដែលវាអាចដំណើរការជាមួយ និងក្រោមលក្ខខណ្ឌបែបណា ទំហំ ថាមពល និងលក្ខណៈផ្សេងទៀត នៅក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងលក្ខណៈរបស់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ Tokamak ប្រភេទ ITER ។ ការវាយតម្លៃបែបនេះនឹងធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់ទិសដៅនៃការអភិវឌ្ឍន៍ដែលអន្ទាក់បើកចំហនឹងនៅតែមានការប្រកួតប្រជែងបើប្រៀបធៀបទៅនឹង tokamaks ដែលជារ៉េអាក់ទ័រលាយ។ គោលដៅទីពីរនៃការងារនេះគឺដើម្បីពិនិត្យឡើងវិញនូវបញ្ហារូបវ័ន្ត និងវិស្វកម្មដែលទាក់ទងនឹងការបង្ខាំងប្លាស្មានៅក្នុងប្រភេទផ្សេងៗនៃអន្ទាក់ និងរបៀបដែលពួកគេត្រូវបានដោះស្រាយនៅក្នុងប្រព័ន្ធដូចជា HDML ជាដើម។

ការពិនិត្យឡើងវិញបង្ហាញថាអន្ទាក់អាចត្រូវបានចាត់ទុកថាមានប្រព័ន្ធរងពីរ - ស្នូលកណ្តាលនិងប្រព័ន្ធសម្រាប់ទប់ស្កាត់ការបាត់បង់បណ្តោយតាមបណ្តោយគែម។ តំបន់សកម្មកណ្តាលគួរតែជាបន្ទប់កញ្ចក់វែងដែលមានវាលឯកសណ្ឋាន និងសមាមាត្រកញ្ចក់តូចមួយនៃលំដាប់ 1.5 ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាការបង្កើនដែនម៉ាញេទិកបង្ខាំងហើយជាលទ្ធផលដង់ស៊ីតេប្លាស្មាប្រែទៅជាផលចំណេញច្រើនជាងការបង្កើនសមាមាត្រកញ្ចក់។ ទន្ទឹមនឹងនេះ វាលដែលអាចសម្រេចបានអតិបរមាត្រូវបានកំណត់ដោយសមត្ថភាពបច្ចេកទេសរបស់ superconductors ។ ពីខាងក្រោម សមាមាត្រកញ្ចក់ម៉ាញ៉េទិចត្រូវបានកំណត់ដោយតម្រូវការដើម្បីរក្សាផលិតផលប្រតិកម្មដែលគិតថ្លៃភាគច្រើន។ ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងការងាររបស់ក្រុម GDT នៅក្នុងការកំណត់ម៉ាញេទិកបែបនេះវាអាចផ្ទុកប្លាស្មាដែលមានកម្រិតខ្ពស់ b ~ 0.6 ជាមួយនឹងការខាតបង់ឆ្លងកាត់ទាប។ ស្នូលអាចត្រូវបានបិទដោយប្រព័ន្ធទប់ស្កាត់ការបាត់បង់បណ្តោយពីរប្រភេទ - ambipolar និង multi-mirror ហើយគោលការណ៍ទាំងនេះអាចត្រូវបានរួមបញ្ចូលគ្នានៅក្នុងឧបករណ៍មួយ។ ក្នុងករណីនេះសមាសធាតុអេឡិចត្រុងក្តៅត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងករណីណាក៏ដោយដោយសក្តានុពលអេឡិចត្រូតហើយអេឡិចត្រុងត្រជាក់ពីចានចុងត្រូវបានចាក់សោនៅក្នុងឧបករណ៍ពង្រីកដោយសក្តានុពល Yushmanov ។ វិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានសាកល្បងផងដែរនៅលើការដំឡើង GDL ។ លើសពីនេះទៀតរបាំងកំដៅអាចត្រូវបានប្រើ។ ប្រសិទ្ធភាពប្រៀបធៀបនៃប្រព័ន្ធរក្សាបណ្តោយផ្សេងៗត្រូវបានពិចារណា។ ការខាតបង់ឆ្លងកាត់ក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធដ៏ល្អប្រសើរមួយគួរតែជាពាក់កណ្តាលនៃការបាត់បង់សរុប។ ជាមួយនឹងលក្ខខណ្ឌនេះ នៅពេលដែលបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប្រព័ន្ធនៅតាមបណ្តោយប្រវែងពេញលេញ ពួកវានឹងប៉ះពាល់តែកាំប្លាស្មា និងថាមពលរ៉េអាក់ទ័រប៉ុណ្ណោះ។ លក្ខខណ្ឌសម្រាប់ការបញ្ឆេះ និងចំហេះថេរ (ដោយគិតគូរពីការផ្លាស់ប្តូរសមាសភាពប្លាស្មាដោយសារតែការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលចំហេះ) នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ ដោយផ្អែកលើគ្រោងការណ៍ដែលបានពិពណ៌នាជាមួយនឹងវដ្តឥន្ធនៈ D-T, D-D និង D-He3 ត្រូវបានពិចារណា។ ព្រំដែននៃការបញ្ឆេះនិងចំហេះត្រូវបានទទួលនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃការរួមបញ្ចូលគ្នា bBm2kL នៃសីតុណ្ហភាពដែល Bm គឺជាដែនម៉ាញេទិកអតិបរមា (នៅក្នុងដោតទីមួយ) k គឺជាមេគុណនៃការបង្ក្រាបនៃប្រព័ន្ធចុង L គឺជាប្រវែងនៃតំបន់សកម្ម។ ការប៉ាន់ប្រមាណនៃទំហំ និងថាមពលរបស់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ ត្រូវបានគេទទួលបានក្រោមកម្រិតបច្ចេកទេស និងការធ្វើមាត្រដ្ឋានដែលមានស្រាប់។ ថាមពលអប្បបរមារបស់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ D-T ផ្អែកលើអន្ទាក់បើកចំហ ហើយតម្លៃរបស់វាអាចជាលំដាប់នៃរ៉ិចទ័រទាបជាងប្រព័ន្ធដូចជា ITER ។

អក្សរសិល្ប៍

Beklemishev A., Anikeev A., Burdakov A. et al ។ នៅក្នុង Fusion for Neutrons And Subcritical Nuclear Fission", AIP Conference Proceedings, 2012, v. 1442, p. 147

អន្ទាក់លាយ

វិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរដូចវិទ្យាស្ថានទាំងអស់នៃសាខាស៊ីបេរីនៃបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្ររុស្ស៊ីគឺនៅក្មេង: នៅឆ្នាំ 2008 វានឹងមានអាយុត្រឹមតែ 50 ឆ្នាំប៉ុណ្ណោះ - ដូចគ្នានឹងអាយុជាមធ្យមនៃបុគ្គលិករបស់ខ្លួន។ វាជាការរីករាយដែលឃើញថាថ្មីៗនេះនិស្សិតបញ្ចប់ការសិក្សា និងបរិញ្ញាបត្រជាច្រើនបានបង្ហាញខ្លួននៅ BINP ដែលមានគម្រោងបន្តការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្ររបស់ពួកគេនៅក្នុងជញ្ជាំងរបស់វា។ វាត្រូវបានគេដឹងថាយុវជននាពេលបច្ចុប្បន្ននេះត្រូវបានទាក់ទាញទៅកន្លែងដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍, ដែលជាកន្លែងដែលមានការរំពឹងទុកសម្រាប់កំណើន។ ហើយនៅ INP មានការរំពឹងទុកបែបនេះ។ គួរបញ្ជាក់ផងដែរថា ការអនុវត្តការពិសោធន៍ទំនើបដ៏ស្មុគស្មាញបំផុត ទាមទារការខិតខំប្រឹងប្រែង មិនមែនមនុស្សតែម្នាក់នោះទេ ប៉ុន្តែជាក្រុមដ៏មានឥទ្ធិពលនៃមនុស្សដែលមានគំនិតដូចគ្នា។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលលំហូរចូលនៃកម្លាំងស្រស់មានសារៈសំខាន់សម្រាប់វិទ្យាស្ថាន ...

ប្លាស្មាគឺជាបញ្ហាអាថ៌កំបាំង
កាន់កាប់ទ្រព្យសម្បត្តិនៃអង្គការខ្លួនឯង

ប្លាស្មាគឺជាឧស្ម័នអ៊ីយ៉ូដទាំងស្រុង ឬដោយផ្នែក ដែលបន្ទុកអវិជ្ជមានសរុបនៃភាគល្អិតគឺស្មើនឹងបន្ទុកវិជ្ជមានសរុប។ ដូច្នេះហើយ ជាទូទៅ វាគឺជាឧបករណ៍ផ្ទុកអព្យាក្រឹតអគ្គិសនី ឬដូចអ្នករូបវិទ្យាបាននិយាយថា វាមានទ្រព្យសម្បត្តិនៃ quasineutrality ។ ស្ថានភាពនៃរូបធាតុនេះត្រូវបានចាត់ទុកថាជារដ្ឋប្រមូលផ្តុំទីបួន (បន្ទាប់ពីរឹង រាវ និងឧស្ម័ន) ហើយជាទម្រង់ធម្មតានៃអត្ថិភាពនៅសីតុណ្ហភាពនៃលំដាប់ 10,000 អង្សាសេ និងខ្ពស់ជាងនេះ។

ការស្រាវជ្រាវលើស្ថានភាពមិនធម្មតានៃរូបធាតុនៅក្នុងធម្មជាតិនេះ បាននិងកំពុងបន្តអស់រយៈពេលជាងមួយសតវត្សមកហើយ។ ចាប់តាំងពីពាក់កណ្តាលទីពីរនៃសតវត្សទី 20 "ទិសដៅទូទៅ" គឺជាការអនុវត្តនៃប្រតិកម្ម fusion thermonuclear ដែលគ្រប់គ្រងដោយនិរន្តរភាព (CTF) ។ ការកកឈាមក្នុងប្លាស្មាដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់គឺរីករាលដាលយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងសកលលោក៖ គ្រាន់តែនិយាយអំពីព្រះអាទិត្យ និងផ្កាយ។ ប៉ុន្តែនៅលើផែនដីមានវាតិចតួចណាស់។ ភាគល្អិតនៃលោហធាតុ និងខ្យល់ព្រះអាទិត្យ ionize ស្រទាប់ខាងលើនៃសំបកបរិយាកាសរបស់ផែនដី (ionosphere) ហើយប្លាស្មាលទ្ធផលត្រូវបានរក្សាដោយដែនម៉ាញេទិចរបស់ផែនដី។ ម្យ៉ាង​ទៀត វា​ជា​ប្រភេទ​អន្ទាក់​ម៉ាញេទិក​លើ​ផែនដី។ កំឡុងពេលនៃសកម្មភាពព្រះអាទិត្យកើនឡើង លំហូរនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ពីខ្យល់ព្រះអាទិត្យធ្វើឱ្យខូចម៉ាញេទិករបស់ភពផែនដី។ ដោយសារតែការវិវឌ្ឍន៍នៃអស្ថិរភាពនៃអ៊ីដ្រូម៉ាញេទិច ប្លាស្មាជ្រាបចូលទៅក្នុងបរិយាកាសខាងលើក្នុងតំបន់ប៉ូល ហើយឧស្ម័នបរិយាកាសដែលមានអន្តរកម្មជាមួយភាគល្អិតប្លាស្មាត្រូវបានចោទប្រកាន់ និងបញ្ចេញ។ នេះ​ជា​ការ​ទទួល​ខុស​ត្រូវ​ចំពោះ​បាតុភូត​នៃ​អ័ររ៉ូរ៉ា ដែល​អាច​សង្កេត​បាន​តែ​នៅ​ប៉ូល​ប៉ុណ្ណោះ។

រួមជាមួយនឹង "ទិសដៅទូទៅ" នៅក្នុងការសិក្សានៃរូបវិទ្យាប្លាស្មា មានការអនុវត្តផ្សេងទៀត មិនសំខាន់តិចជាងនេះទេ។ នេះបាននាំឱ្យមានការលេចចេញនូវបច្ចេកវិទ្យាថ្មីៗជាច្រើន៖ ការកាត់ប្លាស្មា ការផ្សារ និងការព្យាបាលផ្ទៃលោហៈ។ ប្លាស្មាអាចត្រូវបានប្រើជាសារធាតុរាវធ្វើការនៅក្នុងម៉ាស៊ីនយានអវកាស និងចង្កៀងហ្វ្លុយវ៉េសសម្រាប់បំភ្លឺ។ ការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិជ្ជាប្លាស្មាបានបណ្តាលឱ្យមានបដិវត្តន៍ពិតប្រាកដនៅក្នុងមីក្រូអេឡិចត្រូនិច។ មិនត្រឹមតែដំណើរការដំណើរការរបស់ខួរក្បាលកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ហើយសមត្ថភាពចងចាំបានកើនឡើងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែបរិមាណនៃសារធាតុគីមីដែលប្រើប្រាស់ក្នុងផលិតកម្មក៏ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងផងដែរ ដូច្នេះកម្រិតនៃការខូចខាតបរិស្ថានត្រូវបានបង្រួមអប្បបរមា។

ប្លាស្មាដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់មាននៅក្នុងផ្កាយនៅលើផែនដី វាអាចទទួលបានតែនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌមន្ទីរពិសោធន៍ប៉ុណ្ណោះ។ ស្ថានភាពមិនធម្មតានេះធ្វើឱ្យការស្រមើស្រមៃភ្ញាក់ផ្អើលជាមួយនឹងកម្រិតសេរីភាពជាច្រើន ហើយក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះ សមត្ថភាពក្នុងការរៀបចំខ្លួនឯង និងឆ្លើយតបទៅនឹងឥទ្ធិពលខាងក្រៅ។ ជាឧទាហរណ៍ ប្លាស្មាអាចជាប់ក្នុងដែនម៉ាញេទិច ដែលបណ្តាលឱ្យវាមានរាងខុសៗគ្នា។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាព្យាយាមទទួលយករដ្ឋដែលអំណោយផលបំផុតសម្រាប់វា ដែលជារឿយៗនាំទៅដល់ការវិវឌ្ឍន៍នៃអស្ថិរភាពផ្សេងៗ និងដូចជាសារពាង្គកាយមានជីវិត ដើម្បីផ្តាច់ចេញពី "ទ្រុង" រឹងនៃអន្ទាក់ម៉ាញេទិក ប្រសិនបើការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃ អន្ទាក់នេះមិនសមនឹងវាទេ។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលភារកិច្ចរបស់អ្នករូបវិទ្យាគឺបង្កើតលក្ខខណ្ឌបែបនេះដើម្បីឱ្យប្លាស្មាមានស្ថេរភាព "រស់នៅ" នៅក្នុងអន្ទាក់រយៈពេលយូរនិងស្ងប់ស្ងាត់ហើយកំដៅរហូតដល់សីតុណ្ហភាព thermonuclear ប្រហែល 10 លានអង្សាសេ។

សព្វថ្ងៃនេះ អន្ទាក់ប្លាស្មាដ៏ធំតែមួយគត់ពីរកំពុងដំណើរការដោយជោគជ័យនៅ BINP ដែលជាលទ្ធផលនៃការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃគំនិត និងគោលការណ៍ដើមដែលកើតនៅក្នុងជញ្ជាំងនៃវិទ្យាស្ថាន។ ទាំងនេះគឺជាអន្ទាក់ប្រភេទបើកចំហ ដែលខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីប្រព័ន្ធម៉ាញេទិកបិទជិតដ៏ពេញនិយម។ ពួកគេភ្ញាក់ផ្អើលជាមួយនឹងភាពអស្ចារ្យអាថ៌កំបាំងរបស់ពួកគេ ហើយក្នុងពេលតែមួយភាពងាយស្រួលនៃប្រតិបត្តិការ។ ជុំវិញប្រវត្តិសាស្រ្តទាំងមូលនៃការងារនៅឯបរិក្ខារ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចទទួលបានលទ្ធផលសំខាន់ៗលើការឡើងកំដៅ និងការបង្ខាំងប្លាស្មាក្តៅ ក៏ដូចជាការរកឃើញមួយចំនួនទាក់ទងនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិជាមូលដ្ឋាននៃស្ថានភាពទីបួននេះ។ ជារៀងរាល់ឆ្នាំបានបង្ហាញនូវអ្វីដែលថ្មី និងមិនធម្មតានៅក្នុងលក្ខខណ្ឌមួយឬមួយផ្សេងទៀតសម្រាប់ជីវិតនៅក្នុងអន្ទាក់ នៅពេលផ្លាស់ប្តូរការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃដែនម៉ាញេទិក នៅពេលបង្កើតវាលអគ្គីសនី នៅពេលបន្ថែមភាពមិនស្អាតផ្សេងៗ ក៏ដូចជានៅពេលចាក់បញ្ចូលធ្នឹមដែលមានថាមពលទៅក្នុងប្លាស្មា និង "ការស៊ើបអង្កេត" ប្លាស្មា។ ជាមួយនឹងការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យផ្សេងៗ។ ហើយប្លាស្មា "ប្រតិកម្ម" ចំពោះសកម្មភាពបែបនេះ ទោះបីជាមានការស្ទាក់ស្ទើរក៏ដោយ បានចែករំលែកអាថ៌កំបាំងដ៏ជ្រាលជ្រៅរបស់វាជាមួយអ្នកស្រាវជ្រាវ...

អន្ទាក់ថាមវន្តឧស្ម័ន (GDT)

ការដំឡើង GDL ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅវិទ្យាស្ថាន Novosibirsk នៃរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរនៅឆ្នាំ 1986 ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ថ្នាក់នៃអន្ទាក់បើកចំហ និងបម្រើដើម្បីផ្ទុកប្លាស្មានៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក។

ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃដែនម៉ាញេទិកនៅក្នុងអន្ទាក់ស៊ីមេទ្រីអ័ក្សបើកចំហបុរាណគឺជាតំបន់ពន្លូតនៃដែនម៉ាញេទិកឯកសណ្ឋានជាមួយនឹងអតិបរមានៅគែម ដែលត្រូវបានសម្រេចដោយប្រើខ្សែសង្វាក់នៃវាលម៉ាញេទិកខ្លាំង។ តំបន់នៅក្រោមឧបករណ៏ទាំងនេះ (តំបន់ទាំងនោះនៃលំហដែលកាន់កាប់ដោយវាលម៉ាញេទិកដែលវាឈានដល់តម្លៃអតិបរមារបស់វា) ជាធម្មតាត្រូវបានគេហៅថា "ដោតម៉ាញេទិក" ហើយអន្ទាក់ដែលត្រូវបានរៀបចំតាមគោលការណ៍នេះត្រូវបានគេហៅថា "កោសិកាកញ្ចក់" ។ ក្នុងករណីសាមញ្ញបំផុត ដែនម៉ាញេទិកនៅក្នុងកោសិកាកញ្ចក់ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយកញ្ចក់ម៉ាញ៉េទិចប៉ុណ្ណោះ។

ភាគល្អិតប្លាស្មាដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ (អេឡិចត្រុងអវិជ្ជមាន និងអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន) ផ្លាស់ទីតាមខ្សែវាលម៉ាញេទិករវាងកញ្ចក់ម៉ាញេទិក ដែលត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងពីពួកវា ហើយធ្វើចលនាលំយោល។ ភាគល្អិតដែលមានថាមពល kinetic គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីជម្នះឧបសគ្គសក្តានុពលនៃដោតទុកអន្ទាក់ក្នុងជើងហោះហើរតែមួយ។

ភាពខុសគ្នារវាងអន្ទាក់ឧស្ម័ន - ថាមវន្ត (GDT) និងក្រឡាកញ្ចក់ធម្មតាដែលបានពិពណ៌នាខាងលើគឺជាវិសាលភាពដ៏ធំនៃផ្នែកវាលដូចគ្នានៅកណ្តាលអន្ទាក់និង "សមាមាត្រកញ្ចក់" ដ៏ធំបំផុត (សមាមាត្រ R = B 1 / B ។ 2 នៃតម្លៃវាលម៉ាញេទិកនៅក្នុងកញ្ចក់និងនៅកណ្តាលនៃអន្ទាក់) ។ នៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនេះ ផ្លូវទំនេរមធ្យមនៃអ៊ីយ៉ុងគឺតូចបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រវែងនៃផ្នែកនៃដែនម៉ាញេទិកឯកសណ្ឋាន ដូច្នេះលំហូរចេញនៃប្លាស្មាចេញពីការដំឡើងកើតឡើងដោយយោងទៅតាមច្បាប់នៃឌីណាមិកឧស្ម័ន ស្រដៀងនឹងការហូរចេញនៃឧស្ម័នទៅក្នុង ម៉ាស៊ីនបូមធូលីពីនាវាដែលមានរន្ធតូចមួយដែលពន្យល់ពីឈ្មោះនៃការដំឡើង។ តាមរយៈការធ្វើឱ្យ "រន្ធ" នៅក្នុងកញ្ចក់ម៉ាញេទិកមានទំហំតូច ហើយបរិមាណដែលកាន់កាប់ដោយប្លាស្មាធំ វាអាចទៅរួចដើម្បីទទួលបានពេលវេលាបង្ខាំងប្លាស្មាគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីអនុវត្តប្រតិកម្ម thermonuclear ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រង។ ពិត ប្រវែងនៃរ៉េអាក់ទ័រកញ្ចក់បែបនេះនឹងមានច្រើនគីឡូម៉ែត្រ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ផ្សេងៗដែលហៅថា ambipolar plugs ដែលកាត់បន្ថយលំហូរប្លាស្មាចូលទៅក្នុងដោតនឹងកាត់បន្ថយប្រវែងនៃអន្ទាក់ដល់ដែនកំណត់សមហេតុផល។ ដូច្នេះ ការរំពឹងទុករបស់រ៉េអាក់ទ័រនៃអន្ទាក់បែបនេះនៅតែទាក់ទាញ។ ការអនុវត្ត thermonuclear ដ៏ជោគជ័យបំផុតនៃគ្រោងការណ៍ការបង្ខាំងប្លាស្មាគឺការបង្កើតដោយផ្អែកលើ GDT ដែលជាប្រភពដ៏សាមញ្ញ និងអាចទុកចិត្តបាននៃនឺត្រុងលឿនដែលមានថាមពល 14 MeV ដែលកើតនៅក្នុងប្រតិកម្មផ្សំនៃ deuterium និង nuclei tritium ។ តាមពិតនេះគឺជារ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ដូចគ្នា (តែមានប្រសិទ្ធភាពទាប) ប្រើប្រាស់ថាមពល និងផលិតនឺត្រុង។ ម៉ាស៊ីន​បង្កើត​នឺត្រុង​អាច​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ដើម្បី​ធ្វើ​តេស្ត​វិទ្យាសាស្ត្រ​សម្ភារ​នៃ​ជញ្ជាំង​ទីមួយ​នៃ​រ៉េអាក់ទ័រ​ទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែ​ឧស្សាហកម្ម​នាពេលអនាគត ឬ​ដើម្បី​ចិញ្ចឹម​រ៉េអាក់ទ័រ​ដែលមាន​នឺត្រុង​ថាមពល​ទាប ដែល​ធ្វើឱ្យ​ថាមពល​នុយក្លេអ៊ែរ​ទំនើប​មាន​សុវត្ថិភាព។ គម្រោងនៃប្រភពនឺត្រុងដែលផ្អែកលើអន្ទាក់ថាមវន្តឧស្ម័នត្រូវបានបង្កើតឡើងជាច្រើនឆ្នាំនៅវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ។ ដើម្បីអនុវត្តការសាកល្បងការព្យាករណ៍នៃទ្រឹស្តី និងប្រមូលផ្តុំមូលដ្ឋានទិន្នន័យសម្រាប់បង្កើតប្រភពនឺត្រុង គំរូពិសោធន៍នៃអន្ទាក់ឧស្ម័ន-ថាមវន្ត - ការដំឡើង GDL ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ SB RAS ។

បច្ចុប្បន្ននេះ សហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្រអន្តរជាតិដែលដោះស្រាយបញ្ហា CTS បានចាប់ផ្តើមការសាងសង់អន្ទាក់ប្លាស្មាប្រភេទ tokamak ដ៏ធំបំផុតហៅថា ITER។ ក្នុងប៉ុន្មានទសវត្សរ៍ខាងមុខនេះ ITER គួរតែបង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃការដំណើរការរោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរដែលគ្រប់គ្រងដោយនិរន្តរភាពដោយខ្លួនឯងដោយផ្អែកលើប្រតិកម្មនៃការលាយបញ្ចូលគ្នានៃ deuterium និង tritium ។
ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាច្បាស់ណាស់ថាសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍបន្ថែមទៀតនៃថាមពលកម្តៅនាពេលអនាគត និងការសាងសង់ស្ថានីយ៍បែបនេះដែលនឹងដំណើរការអស់ជាច្រើនទសវត្សរ៍ និងរាប់សតវត្ស សព្វថ្ងៃនេះ ចាំបាច់ត្រូវជ្រើសរើសសម្ភារៈដែលអាចទុកចិត្តបានដែលអាចទប់ទល់នឹងលំហូរនឺត្រុងហ្វាលដ៏រឹងមាំពេញមួយជីវិតសេវាកម្មរបស់ពួកគេ។ . ដើម្បីសាកល្បងសម្ភារៈបែបនេះ ប្រភពនឺត្រុងដ៏មានអានុភាពត្រូវបានទាមទារ។ BINP បាននិងកំពុងបង្កើតគម្រោងសម្រាប់ប្រភពបែបនេះដោយផ្អែកលើ GDL អស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ។
គោលការណ៍រូបវន្តទាំងអស់ដែលផ្អែកលើប្រភពនឺត្រុងហ្វាលតូច និងមានតម្លៃថោកដោយផ្អែកលើអន្ទាក់ឧស្ម័នបើកចំហ បច្ចុប្បន្នកំពុងត្រូវបានសិក្សានៅក្នុងការពិសោធន៍ជាក់ស្តែងលើការប្រមូលផ្តុំ ការបង្ខាំង និងកំដៅនៃប្លាស្មានៅក្នុងការដំឡើង GDT ។ ថ្ងៃនេះរួចហើយ ការវាស់វែងដោយផ្ទាល់នៃលំហូរនឺត្រុងដែលបញ្ចេញកំពុងត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងការពិសោធន៍ជាមួយនឹងការចាក់ថ្នាំ deuterium ។ ប្រតិកម្ម deuterium-deuterium fusion នៅក្រោមប៉ារ៉ាម៉ែត្រពិសោធន៍ដែលបានផ្តល់ឱ្យ ជាទូទៅមានលំហូរតូចមួយបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រតិកម្ម deuterium-tritium ។ ប៉ុន្តែសម្រាប់ពិនិត្យមើលការគណនាគំរូ ដែលត្រូវបានគ្រោងនឹងប្រើប្រាស់នាពេលអនាគតសម្រាប់ការគណនារ៉េអាក់ទ័រប្រភព គឺគ្រប់គ្រាន់ណាស់។ ខែធ្នូនេះ ការដំឡើងមានអាយុ 22 ឆ្នាំ៖ ប្លាស្មាទីមួយត្រូវបានទទួលនៅដំណាច់ឆ្នាំ 1985។ អ្នកដែលបានសាងសង់ និងដាក់ឱ្យដំណើរការវានៅតែដំណើរការនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍សព្វថ្ងៃនេះ។
ប៉ុន្តែក្រុមការងារក៏ត្រូវបានបំពេញបន្ថែមជាមួយនឹងបុគ្គលិកថ្មី វ័យក្មេង និងស្វាហាប់ផងដែរ៖ ពួកគេខ្លះមានអាយុដូចគ្នាទៅនឹងការដំឡើង GDL ខ្លួនឯង។

ផ្នែកសំខាន់នៃការដំឡើងគឺក្រឡាកញ្ចក់អ័ក្សស៊ីមេទ្រីប្រវែង 7 ម៉ែត្រដែលមានវាល 0.3 T នៅកណ្តាលនិងរហូតដល់ 10 T នៅក្នុងដោតដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីផ្ទុកប្លាស្មាដែលមានធាតុផ្សំពីរ។

សមាសធាតុមួយក្នុងចំណោមសមាសធាតុ - ប្លាស្មា "គោលដៅ" ក្តៅ - មានកំដៅអេឡិចត្រុងនិងអ៊ីយ៉ុងរហូតដល់ 100 eV (នេះគឺប្រហែល 1,200,000 អង្សាសេ) និងដង់ស៊ីតេនៃ ~ 5 10 19 ភាគល្អិតក្នុងមួយម៉ែត្រគូប។ សមាសភាគនេះត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយរបៀបបង្ខាំងឧស្ម័ន-ថាមវន្តដែលបានពិពណ៌នាខាងលើ។ សមាសធាតុផ្សេងទៀតគឺអ៊ីយ៉ុងលឿនដែលមានថាមពលជាមធ្យម ~ 10,000 eV និងដង់ស៊ីតេរហូតដល់ 2 10 19 ភាគល្អិតក្នុងមួយម៉ែត្រគូប។ ពួកវាត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃអ៊ីយ៉ូដនៅក្នុងប្លាស្មាគោលដៅនៃធ្នឹមអាតូមដ៏មានអានុភាព ចាក់ចូលទៅក្នុងអន្ទាក់ដោយប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ពិសេស - ឧបករណ៍ចាក់អាតូមអព្យាក្រឹត។ សមាសធាតុលឿននេះត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយរបៀបបង្ខាំងដូចគ្នាទៅនឹងក្រឡាកញ្ចក់បុរាណដែរ៖ អ៊ីយ៉ុងលឿនផ្លាស់ទីក្នុងគន្លងម៉ាញេទិកតាមខ្សែវាលម៉ាញេទិក ហើយត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងពីតំបន់នៃដែនម៉ាញេទិចខ្លាំង។ ក្នុងករណីនេះ អ៊ីយ៉ុងលឿនត្រូវបានបន្ថយនៅពេលមានអន្តរកម្មជាមួយភាគល្អិតនៃប្លាស្មាគោលដៅ (ភាគច្រើនជាអេឡិចត្រុង) ហើយកំដៅវាដល់ 100 eV និងខ្ពស់ជាងនេះ។ ជាមួយនឹងការចាក់ oblique និងការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃភាគល្អិតជ្រុងតូច ដង់ស៊ីតេនៃអ៊ីយ៉ុងលឿនប្រែទៅជាកំពូលខ្លាំង (ធំ) នៅជិតតំបន់ឆ្លុះបញ្ចាំង ហើយកាលៈទេសៈនេះគឺមានភាពទាក់ទាញបំផុតសម្រាប់ការអនុវត្តប្រភពនឺត្រុង។ ការពិតគឺថាលំហូរនឺត្រុងនៅក្នុងប្រតិកម្មផ្សំគឺសមាមាត្រទៅនឹងការ៉េនៃដង់ស៊ីតេនៃ deuterium និង tritium ions ។ ដូច្នេះហើយ ជាមួយនឹងការជ្រើសរើសដង់ស៊ីតេបែបនេះ វានឹងប្រមូលផ្តុំតែនៅក្នុងតំបន់ឈប់ ដែល "តំបន់សាកល្បង" នឹងស្ថិតនៅ។ នៅសល់នៃកន្លែងដំឡើងនឹងមានបន្ទុកនឺត្រុងទាបជាងមុន ដែលនឹងលុបបំបាត់តម្រូវការការពារនឺត្រុងមានតម្លៃថ្លៃនៃសមាសធាតុម៉ាស៊ីនភ្លើងទាំងអស់។

បញ្ហាសំខាន់មួយនៅលើផ្លូវបង្កើតរ៉េអាក់ទ័រ និងប្រភពនឺត្រុង ដោយផ្អែកលើកោសិកាកញ្ចក់ស៊ីមេទ្រីអ័ក្សគឺ ស្ថេរភាពប្លាស្មានៅទូទាំងដែនម៉ាញេទិក។ នៅក្នុងគ្រោងការណ៍ GDT នេះត្រូវបានសម្រេចដោយអរគុណចំពោះផ្នែកបន្ថែមពិសេសដែលមានទម្រង់វាលម៉ាញេទិកអំណោយផលសម្រាប់ស្ថេរភាពដែលមានទីតាំងនៅខាងក្រោយដោតម៉ាញេទិកនិងធានាបាននូវស្ថេរភាពប្លាស្មាដែលអាចទុកចិត្តបាន។

បញ្ហាសំខាន់មួយទៀតនៃការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear ដែលអាចគ្រប់គ្រងបាន (CTF) ដោយផ្អែកលើអន្ទាក់ចំហរ គឺការអ៊ីសូឡង់កម្ដៅនៃប្លាស្មាចេញពីជញ្ជាំងចុង។ ការពិតគឺថា មិនដូចប្រព័ន្ធបិទដូចជា tokamak ឬ stellarator ទេ ប្លាស្មាហូរចេញពីអន្ទាក់បើកចំហ ហើយចូលទៅក្នុងអ្នកទទួលប្លាស្មា។ ក្នុងករណីនេះ អេឡិចត្រុងត្រជាក់ដែលបញ្ចេញនៅក្រោមសកម្មភាពនៃលំហូរចេញពីផ្ទៃរបស់អ្នកទទួលប្លាស្មាអាចជ្រាបចូលទៅក្នុងអន្ទាក់វិញ និងធ្វើឱ្យប្លាស្មាត្រជាក់យ៉ាងខ្លាំង។ នៅក្នុងការពិសោធន៍ដែលសិក្សាការបង្ខាំងបណ្តោយនៅការដំឡើង GDL វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបង្ហាញថាវាលម៉ាញេទិកពង្រីកនៅពីក្រោយដោតនៅពីមុខអ្នកទទួលប្លាស្មានៅក្នុងធុងបញ្ចប់ - ឧបករណ៍ពង្រីក - ការពារការជ្រៀតចូលនៃអេឡិចត្រុងត្រជាក់ចូលទៅក្នុងអន្ទាក់ និងផ្តល់នូវអ៊ីសូឡង់កម្ដៅដ៏មានប្រសិទ្ធភាព។ ពីជញ្ជាំងចុង។

នៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃកម្មវិធីពិសោធន៍ GDL ការងារដែលកំពុងដំណើរការកំពុងត្រូវបានអនុវត្តទាក់ទងនឹងការបង្កើនស្ថេរភាព សីតុណ្ហភាពគោលដៅ និងដង់ស៊ីតេនៃភាគល្អិតប្លាស្មាលឿន។ ជាមួយនឹងការសិក្សាអំពីឥរិយាបថរបស់វានៅក្រោមលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការផ្សេងៗនៃការដំឡើង។ល។ ការសិក្សាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិជាមូលដ្ឋានក៏កំពុងត្រូវបានធ្វើឡើងផងដែរ។ វាមានតម្លៃសង្កត់ធ្ងន់ថាជួរនៃចំណាប់អារម្មណ៍វិទ្យាសាស្ត្រនិងការស្រាវជ្រាវទាក់ទងនឹងប្លាស្មាគឺធំទូលាយណាស់។

ការដំឡើង GDL ត្រូវបានបំពាក់ដោយឧបករណ៍វិនិច្ឆ័យទំនើបបំផុត។ ភាគច្រើននៃពួកគេត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍របស់យើង ហើយក្នុងចំណោមរបស់ផ្សេងទៀតត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់តាមកិច្ចសន្យាទៅមន្ទីរពិសោធន៍ប្លាស្មាផ្សេងទៀត រួមទាំងបរទេសផងដែរ។

ក្រុមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ វិស្វករ និងអ្នកបច្ចេកទេសធ្វើការស្រាវជ្រាវនៅរោងចក្រ GDT មានទំហំតូច ប៉ុន្តែមានសមត្ថភាពមិនគួរឱ្យជឿ។ កម្រិតខ្ពស់នៃគុណវុឌ្ឍិរបស់សមាជិកទាំងអស់ជួយឱ្យពួកគេទទួលបានលទ្ធផលខ្ពស់។ លើសពីនេះទៀតកម្លាំងការងារវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងត្រូវបានបំពេញបន្ថែមដោយ "ឈាមវ័យក្មេង" - និស្សិតបញ្ចប់ការសិក្សានៅសាកលវិទ្យាល័យ Novosibirsk State និងសាកលវិទ្យាល័យបច្ចេកទេសរដ្ឋ Novosibirsk ។ សិស្សនៃវគ្គសិក្សាផ្សេងៗ ដែលកំពុងទទួលការបណ្តុះបណ្តាលជាក់ស្តែងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ ចាប់ពីថ្ងៃដំបូង ចូលរួមយ៉ាងសកម្មក្នុងការពិសោធន៍ ដោយហេតុនេះការរួមចំណែកផ្ទាល់ដល់ការបង្កើតចំណេះដឹងថ្មីៗ។ បន្ទាប់ពីវគ្គបណ្តុះបណ្តាលដំបូង ពួកគេនៅតែទទួលបានការបណ្តុះបណ្តាលជាក់ស្តែងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ ការពារសញ្ញាប័ត្ររបស់ពួកគេដោយជោគជ័យ ចូលសាលាបញ្ចប់ការសិក្សា និងរៀបចំសញ្ញបត្របេក្ខជន។ យើងនឹងមិនលាក់បាំងថា នេះធ្វើឱ្យយើង អ្នកដឹកនាំវិទ្យាសាស្ត្រ សប្បាយចិត្តជាខ្លាំង។

អន្ទាក់មួយទៀត - "GOL-3" - និងមុំខុសគ្នាបន្តិចលើការលាយបញ្ចូលគ្នានៃទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែ

មនុស្សជាតិកំពុងជួបប្រទះនឹងការខ្វះខាតអគ្គិសនី ហើយនៅពេលអនាគតដ៏ខ្លីបញ្ហានេះនឹងក្លាយជាអាទិភាពមួយ៖ ទុនបម្រុងប្រេងឥន្ធនៈ - ប្រេង និងឧស្ម័ន - ប្រើប្រាស់នៅក្នុងរោងចក្រថាមពលទំនើបសំខាន់ៗ គួរឱ្យស្តាយ កំពុងត្រូវបានបាត់បង់។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear គួរតែក្លាយជាមូលដ្ឋាននៃឧស្សាហកម្មថាមពលអគ្គិសនីនាពេលអនាគត។

ប្រតិកម្ម Thermonuclear គឺជាប្រតិកម្មនៃការលាយបញ្ចូលគ្នានៃស្នូលពន្លឺ ដូចជាអ៊ីសូតូបអ៊ីដ្រូសែន deuterium និង tritium ដែលបញ្ចេញថាមពលយ៉ាងច្រើន។ ដើម្បីអនុវត្តប្រតិកម្មទាំងនេះ សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ត្រូវបានទាមទារ - ច្រើនជាង 10 លានអង្សាសេ។ វាត្រូវបានគេដឹងថាសារធាតុណាមួយនៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 10 ពាន់អង្សាសេក្លាយជាប្លាស្មា។ ការទំនាក់ទំនងជាមួយរាងកាយរឹងនាំឱ្យត្រជាក់ភ្លាមៗនិងការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃផ្ទៃនៃរាងកាយរឹងដូច្នេះប្លាស្មាត្រូវតែដាច់ដោយឡែកពីរចនាសម្ព័ន្ធ: សម្រាប់គោលបំណងនេះវាត្រូវបានដាក់ក្នុងដែនម៉ាញ៉េទិច។

វាជាការលំបាកខ្លាំងណាស់ក្នុងការកំដៅសារធាតុមួយទៅសីតុណ្ហភាពដ៏ធំសម្បើម ហើយរក្សាវានៅក្នុងដែនម៉ាញេទិកក្នុងរយៈពេលយូរ ដូច្នេះហើយ អ្នកជំនាញជាច្រើនបានចាត់ទុកការលាយបញ្ចូលគ្នានៃទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែ (CTF) ថាជាកិច្ចការដ៏លំបាកបំផុតដែលមិនធ្លាប់មានដោយមនុស្សជាតិ។

ការដំឡើង GOL-3 នៅវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ SB RAS ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីកំដៅ និងផ្ទុកប្លាស្មា thermonuclear នៅក្នុងវាលម៉ាញេទិកពហុកញ្ចក់។ ការដំឡើងមានបីផ្នែកសំខាន់ៗគឺ U-2 accelerator, solenoid 12 ម៉ែត្រ (ឯកតាសម្រាប់បង្កើតដែនម៉ាញេទិចខ្លាំង) និងឯកតាទិន្នផល។

ធ្នឹមអេឡិចត្រុងដែលប្រើក្នុងការដំឡើងត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនដ៏មានឥទ្ធិពលបំផុតនៅក្នុងពិភពលោក (នៅក្នុងថ្នាក់របស់វា) U-2 ។ នៅក្នុងនោះ អេឡិចត្រុងត្រូវបានទាញដោយវាលអគ្គិសនីពី cathode បំភាយផ្ទុះ និងបង្កើនល្បឿនដោយវ៉ុលប្រហែល 1 លានវ៉ុល។ នៅចរន្ត 50,000 អំពែរ ថាមពលប្រព័ន្ធឈានដល់ 50 GW ។ (ប៉ុន្តែ Novosibirsk ទាំងមូលប្រើប្រាស់ថាមពលតិចជាង 20 ដងក្នុងពេលថ្ងៃ។) ជាមួយនឹងរយៈពេលនៃធ្នឹមប្រហែល 8 មីក្រូវិនាទី វាមានថាមពលរហូតដល់ 200,000 J (ដែលស្មើនឹងការផ្ទុះគ្រាប់បែកដៃ)។

នៅក្នុង solenoid សំខាន់នៅពេលដែលធ្នឹមឆ្លងកាត់ប្លាស្មា deuterium ជាមួយនឹងដង់ស៊ីតេនៃ n = 10 20 -10 22 ភាគល្អិតក្នុងមួយម៉ែត្រគូបដោយសារតែការវិវត្តនៃអស្ថេរភាពនៃចរន្តពីរកម្រិតធំនៃ microturbulence កើតឡើងហើយធ្នឹមបាត់បង់។ ទៅ 40% នៃថាមពលរបស់វាផ្ទេរវាទៅអេឡិចត្រុងប្លាស្មា។ អត្រាកំដៅគឺខ្ពស់ណាស់: ក្នុងរយៈពេល 3-4 មីក្រូវិនាទី អេឡិចត្រុងប្លាស្មាត្រូវបានកំដៅដល់សីតុណ្ហភាពប្រហែល 2,000-4,000 eV (23-46 លានអង្សាសេ: 1 eV = 11,600 អង្សាសេ) - នេះគឺជាកំណត់ត្រាពិភពលោកសម្រាប់អន្ទាក់បើកចំហ។ (សម្រាប់ការប្រៀបធៀប៖ នៅលើការដំឡើង 2XIIB នៅសហរដ្ឋអាមេរិក សីតុណ្ហភាពមិនលើសពី 300 eV ធៀបនឹង 2,000-4,000 eV នៅ GOL-3)។

វាលម៉ាញេទិកនៅក្នុងសូលីណូយចម្បងគឺពហុកញ្ចក់ (55 កោសិកាកញ្ចក់) ពោលគឺ maxima (5 T) និង minima (3 T) នៃវាលឆ្លាស់គ្នា ហើយចំងាយរវាង maxima (22 សង់ទីម៉ែត្រ) គឺតាមលំដាប់នៃ ប្រវែងផ្លូវអ៊ីយ៉ុង។ តើវានាំទៅរកអ្វី៖ ប្រសិនបើអ៊ីយ៉ុងទុកកោសិកាកញ្ចក់តែមួយ ហើយហើរតាមវាលម៉ាញេទិក នោះនៅក្នុងកោសិកាកញ្ចក់ជិតខាង វានឹងបុកជាមួយភាគល្អិតមួយទៀត ជាលទ្ធផលវាអាចត្រូវបានចាប់យកដោយកោសិកាកញ្ចក់ដែលនៅជិតខាង ហើយបន្ទាប់មកវា នឹង "ភ្លេច" កន្លែងដែលវាកំពុងហោះហើរ។ ដូច្នេះការពង្រីកប្លាស្មាចេញពីអន្ទាក់ត្រូវបានថយចុះយ៉ាងខ្លាំង។ ប៉ុន្តែពេលវេលារក្សាប្លាស្មាក្តៅនៅលើ GOL-3 គឺរហូតដល់ 1 មិល្លីវិនាទី ដែលអាចចាត់ទុកថាជាសមិទ្ធិផលដែលមិនគួរឱ្យសង្ស័យរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ។

កញ្ចក់ច្រើននាំឱ្យមានភាពមិនស្មើគ្នាក្នុងការផ្ទេរថាមពលពីធ្នឹមទៅអេឡិចត្រុងប្លាស្មា: កន្លែងដែលវាលម៉ាញេទិកកាន់តែខ្លាំង កំដៅអេឡិចត្រុងកាន់តែខ្លាំង។ នៅពេលកំដៅដោយធ្នឹម កម្រិតនៃភាពច្របូកច្របល់ខ្ពស់ រួមចំណែកដល់ការទប់ស្កាត់ខ្លាំង (ជាងមួយពាន់ដង) នៃចរន្តកំដៅអេឡិចត្រូនិច ដូច្នេះភាពមិនដូចគ្នានៃសីតុណ្ហភាពមិនស្មើគ្នា ហើយជាលទ្ធផល ភាពខុសគ្នាដ៏ធំនៃសម្ពាធប្លាស្មាកើតឡើង៖ សម្រាប់ហេតុផលនេះ ប្លាស្មាចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទីទាំងមូល។ ពីតំបន់នៃសម្ពាធខ្ពស់ទៅសម្ពាធអប្បបរមានៅលើភាគីទាំងសងខាង លំហូរប្លាស្មាប្លាស្មាពីរចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទី ដែលប៉ះទង្គិចគ្នា និងឡើងកំដៅរហូតដល់សីតុណ្ហភាព 1-2 keV (វាខ្ពស់ជាងនៅកណ្តាលព្រះអាទិត្យបន្តិច)។ យន្តការកំដៅរហ័សនេះត្រូវបានរកឃើញនៅលើ GOL-3 កាលពីបួនឆ្នាំមុនក្នុងអំឡុងពេលពិសោធន៍។ តាមទ្រឹស្ដី វាត្រូវបានគេអនុវត្តតាមថា វាគួរតែត្រូវបានអមដោយការលោតយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងដង់ស៊ីតេប្លាស្មា ដែលត្រូវបានគេរកឃើញភ្លាមៗដោយការខ្ចាត់ខ្ចាយរបស់ Thomson នៃកាំរស្មីឡាស៊ែរ។

បន្ទាប់ពីឆ្លងកាត់ solenoid មេ ធ្នឹមចូលទៅក្នុងថ្នាំងទិន្នផលដែលមានសមត្ថភាពទទួលធ្នឹមដ៏មានឥទ្ធិពលនៃអេឡិចត្រុងក៏ដូចជាលំហូរប្លាស្មាដោយមិនបំផ្លាញ។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះវាលម៉ាញេទិកនៅក្នុងថ្នាំងទិន្នផលត្រូវតែខុសគ្នាដែលកាត់បន្ថយដង់ស៊ីតេថាមពលនៅក្នុងធ្នឹមដោយកត្តា 50 ហើយអ្នកទទួលធ្នឹមត្រូវតែជាក្រាហ្វ។ ភាពបារម្ភនៃក្រាហ្វិចដំបូងគឺថាវាមិនមានដំណាក់កាលរាវទេវាហួតភ្លាមៗ។ ទីពីរវាមានដង់ស៊ីតេទាប (2 ក្រាម / សង់ទីម៉ែត្រ 3) ដោយសារតែជួរអេឡិចត្រុងនៅក្នុងវាខ្ពស់ជាងលោហៈហើយដូច្នេះថាមពលត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងបរិមាណធំជាងហើយមិនលើសពីកម្រិតនៃការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃការផ្ទុះ។ ក្រាហ្វិតហើយដូច្នេះសំណឹកនៃក្រាហ្វីតគឺតូច - ប្រហែល 1 មីក្រូនក្នុងមួយបាញ់។ វត្តមាននៃលំហូរប្លាស្មាដ៏មានឥទ្ធិពលនៅទិន្នផលនៃការដំឡើងធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើការពិសោធន៍លើការ irradiation នៃវត្ថុធាតុសម្រាប់ reactors thermonuclear នាពេលអនាគត: រ៉េអាក់ទ័រទាំងនេះនឹងត្រូវបានទទួលរងនូវកម្រិតខ្ពស់នៃបន្ទុកកំដៅដែលនៅតែមិនប្រាកដប្រជា។ សម្រេចបាននៅក្នុងការដំឡើងប្លាស្មាផ្សេងទៀតនៅថ្ងៃនេះ។

ភារកិច្ចសំខាន់មួយទៀតដែលអាចដោះស្រាយបានដោយប្រើថ្នាំងទិន្នផលគឺការធានាសុវត្ថិភាពនៃការដឹកជញ្ជូនតាមធ្នឹមតាមរយៈ solenoid មេ។ ភាពស្មុគស្មាញនៃបញ្ហាគឺស្ថិតនៅក្នុងការពិតដែលថាចរន្តនៃធ្នឹមនៅក្នុងសូលុយស្យុង (30 kA) ធំជាងកម្រិតស្ថេរភាព (សម្រាប់កាមេរ៉ា GOL-3 - 12 kA) ដូច្នេះធ្នឹមមិនស្ថិតស្ថេរហើយអាចត្រូវបានគេបោះទៅលើជញ្ជាំង។ ឬរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងបន្ទប់ ដែលនឹងនាំឱ្យមានការបំផ្លិចបំផ្លាញរបស់ពួកគេ។ ចំពោះគោលបំណងនេះ មុនពេលចាក់ធ្នឹម ការបញ្ចេញទឹករំអិល (ផ្លេកបន្ទោរ) ត្រូវតែវាយប្រហារនៅក្នុងថ្នាំងទិន្នផល ហើយបន្ទាប់មក solenoid ចម្បងនឹងត្រូវបានបំពេញដោយប្លាស្មាបឋមត្រជាក់ (eV ជាច្រើន) ដែលក្នុងនោះ នៅពេលចាក់ធ្នឹមអេឡិចត្រុង។ ចរន្តបញ្ច្រាសត្រូវបានជម្រុញហើយវាផ្តល់សំណងទាំងស្រុងសម្រាប់ចរន្តធ្នឹមដែលជាទូទៅនឹងធានាបាននូវស្ថេរភាពនៃប្រព័ន្ធ (ចរន្តសរុបនឹងមិនលើសពី 3 kA) ។

បញ្ហាធ្ងន់ធ្ងរបំផុតមួយនៃ CTS គឺស្ថេរភាពប្លាស្មា ពោលគឺការបង្កើតលក្ខខណ្ឌដែលប្លាស្មាមិនអាចចាកចេញពីអន្ទាក់ឆ្លងកាត់ដែនម៉ាញេទិកដោយសារតែការវិវត្តនៃអស្ថេរភាពប្លាស្មាផ្សេងៗ។ សម្រាប់អន្ទាក់បើកចំហគ្រោះថ្នាក់បំផុតគឺអស្ថិរភាពនៃចង្អូរ។ ខ្លឹមសាររបស់វាគឺថាប្លាស្មាបានរុញច្រានខ្សែម៉ាញេទិកនៃកម្លាំង ហើយរអិលចេញពីរវាងពួកវា។ នៅក្នុងប្លាស្មា GOL-3 អស្ថិរភាពនេះត្រូវបានបង្ក្រាបដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរនៃបន្ទាត់ដែនម៉ាញេទិកនៅរ៉ាឌីប្លាស្មាផ្សេងគ្នាដែលកើតឡើងដោយសារតែការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញនៃចរន្តនៅក្នុងប្លាស្មា។ ចរន្តធ្នឹមហូរនៅកណ្តាលប្លាស្មាហើយវាក៏មានកម្រិតខ្ពស់នៃភាពច្របូកច្របល់ផងដែរ។ ចរន្តបញ្ច្រាសហូរតាមប្លាស្មាប៉ុន្តែដោយសារភាពច្របូកច្របល់នៅកណ្តាលភាពធន់របស់វាកើនឡើង - ហើយចរន្តបញ្ច្រាសហូរតាមបណ្តោយផ្ទៃនៃខ្សែប្លាស្មា។ ចរន្តបន្ទាត់ត្រង់បង្កើតជាដែនម៉ាញេទិករាងជារង្វង់ជុំវិញខ្លួនវា ដែលរួមជាមួយនឹងវាលបណ្តោយនៃ solenoid ផ្តល់នូវវាលម៉ាញេទិកវង់។ នៅកាំផ្សេងគ្នា ចរន្តគឺខុសគ្នា (និងហូរក្នុងទិសដៅផ្សេងគ្នា) - ដូច្នេះទីលាន និងទិសដៅនៃវង់ក៏ខុសគ្នាដែរ។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលនៅពេលដែលចង្អូរប្លាស្មារុញបន្ទាត់ដែនម៉ាញេទិកដាច់ពីគ្នានៅកាំមួយ វាជួបនឹងបន្ទាត់វាលនៅមុំផ្សេងគ្នា ហើយមិនអាចផ្លាស់ទីពួកវាដាច់ពីគ្នាបានទេ - នេះជារបៀបដែលអស្ថិរភាពនៃចង្អូរត្រូវបានបង្ក្រាប។

ការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យប្លាស្មាក្តៅក៏ជាកិច្ចការដ៏លំបាកមួយដែរ ពោលគឺការកំណត់សីតុណ្ហភាព សមាសភាព ដង់ស៊ីតេ កម្លាំងដែនម៉ាញេទិក និងច្រើនទៀត។ អ្នកមិនអាចបញ្ចូលទែម៉ូម៉ែត្រនៅទីនោះបានទេ វាអាចផ្ទុះ ហើយប្លាស្មានឹងត្រជាក់ចុះ។ វាចាំបាច់ក្នុងការប្រើវិធីសាស្រ្តពិសេសជាច្រើនដែលត្រូវបានបែងចែកទៅជាអកម្មនិងសកម្ម។ ដោយប្រើការវិនិច្ឆ័យអកម្ម អ្នកអាចសិក្សាពីអ្វីដែលប្លាស្មាបញ្ចេញ។ ដោយមានជំនួយពីវត្ថុសកម្ម ចាក់ឧទាហរណ៍ ពន្លឺឡាស៊ែរ ឬធ្នឹមអាតូមចូលទៅក្នុងប្លាស្មា ហើយមើលអ្វីដែលចេញពីវា។

ក្នុងចំណោមការវិនិច្ឆ័យអកម្ម ការដំឡើង GOL-3 ដំណើរការឧបករណ៍ចាប់ photon និង spectrometers នៅក្នុងតំបន់ដែលអាចមើលឃើញ កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ កាំរស្មីអ៊ិច និងហ្គាម៉ា ឧបករណ៍រាវរកនឺត្រុង ឧបករណ៍ចាប់អព្យាក្រឹតនៃការផ្លាស់ប្តូរបន្ទុក ការស៊ើបអង្កេត diamagnetic និងខ្សែក្រវ៉ាត់ Rogowski ។ សារធាតុសកម្មរួមមានប្រព័ន្ធឡាស៊ែរជាច្រើន ឧបករណ៍ចាក់ធ្នឹមអាតូមិក និងឧបករណ៍ចាក់គ្រាប់ធញ្ញជាតិរឹង។

ទោះបីជា tokamaks ឥឡូវនេះគឺនៅជិតបំផុតទៅនឹងប៉ារ៉ាម៉ែត្ររបស់រ៉េអាក់ទ័រ (ពួកគេមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងនិងពេលវេលាបង្ខាំង) អរគុណចំពោះ GOL-3 អន្ទាក់ពហុកញ្ចក់ក៏ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាវ៉ារ្យ៉ង់នៃរ៉េអាក់ទ័រលាយផងដែរ។ ដង់ស៊ីតេប្លាស្មានៅក្នុង GOL-3 គឺស្ទើរតែមួយរយដងខ្ពស់ជាងនៅក្នុង tokamaks ជាមធ្យមលើសពីនេះទៅទៀត មិនដូច tokamaks មិនមានការរឹតបន្តឹងលើសម្ពាធប្លាស្មានៅក្នុងការដំឡើងនេះទេ។ ប្រសិនបើសម្ពាធអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងសម្ពាធនៃដែនម៉ាញេទិក (5 T បង្កើតសម្ពាធ ~ 100 បរិយាកាស) នោះអន្ទាក់នឹងចូលទៅក្នុងរបៀបបង្ខាំង "ជញ្ជាំង" - វាលម៉ាញេទិកបានរុញចេញពីប្លាស្មា (ចាប់តាំងពីប្លាស្មាគឺ diamagnetic) នឹងប្រមូលផ្តុំ និងកើនឡើងនៅជិតជញ្ជាំងនៃអង្គជំនុំជម្រះ ហើយនឹងនៅតែអាចផ្ទុកប្លាស្មាបាន។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ មិនមានហេតុផលតែមួយគត់ដែលកំណត់ជាមូលដ្ឋាននៃការលូតលាស់នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែរសំខាន់ៗ (n, T និងពេលវេលាបង្ខាំង) នៅក្នុងអន្ទាក់ពហុកញ្ចក់នោះទេ។

ភារកិច្ចចម្បងដែលត្រូវប្រឈមមុខនឹងក្រុមនៃការដំឡើង GOL-3 នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះគឺការអភិវឌ្ឍនៃគំនិតនៃរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear កញ្ចក់ច្រើន ក៏ដូចជាការផ្ទៀងផ្ទាត់ពិសោធន៍នៃបទប្បញ្ញត្តិសំខាន់ៗនៃគំនិតនេះ។

មិន​មែន​ដោយ​នំបុ័ង​តែ​ម្នាក់​ឯង... ប៉ុន្តែ​ដោយ​នំបុ័ង​ផង​ដែរ។

ការស្រាវជ្រាវប្លាស្មាមិនអាចត្រូវបានអនុវត្តដោយគ្មានការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យទេហើយដូច្នេះការវិវត្តនៃ BINP ត្រូវបានទិញយ៉ាងងាយស្រួល។ វិទ្យាស្ថានចុះកិច្ចសន្យាសម្រាប់ការផ្គត់ផ្គង់ឧបករណ៍វិនិច្ឆ័យជាក់លាក់ ហើយអ្នកស្រាវជ្រាវត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ និងការផ្គុំឧបករណ៍ទាំងនេះនៅក្នុងសិក្ខាសាលាផ្ទាល់ខ្លួនរបស់ពួកគេ។ ទាំងនេះគឺជាឧបករណ៍ចាក់រោគវិនិច្ឆ័យជាចម្បង ប៉ុន្តែក៏មានឧបករណ៍អុបទិក ឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ interferometer ជាដើម។ បញ្ហាមិននៅស្ងៀមទេ៖ BINP ក៏ដឹងពីរបៀបរកប្រាក់ផងដែរ។

អក្សរសិល្ប៍

1. A. Burdakov, A. Azhannikov, V. Astrelin, A. Beklemishev, V. Burmasov ទាំងអស់។ កំដៅប្លាស្មា និងការបង្ខាំងនៅក្នុងអន្ទាក់ពហុកញ្ចក់ GOL-3 // ប្រតិបត្តិការនៃវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យា Fusion ។ - 2007. - វ៉ុល។ 51. - ទេ។ 2T - ភី។ ១០៦-១១១។

2. A.V. Arzhannikov, V. T. Astrelin, A.V. Burdakov, I. A. Ivanov, V. S. Koidan, S. A. Kuznetsov, K. I. Mekler, S. V. Polosatkin, V. V. Postupaev, A. F. Rovenskikh, S. L. Sinitsky, A. ការសិក្សាអំពីយន្តការនៃការឡើងកំដៅយ៉ាងលឿននៃអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងអន្ទាក់ពហុកញ្ចក់ GOL-3 // រូបវិទ្យាប្លាស្មា។ - 2005. - T. 31. - លេខ 6. - P. 506-520 ។

ជាងកន្លះសតវត្សបានកន្លងផុតទៅចាប់តាំងពីការងារលើការលាយបញ្ចូលគ្នានៃទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែដែលគ្រប់គ្រងបានចាប់ផ្តើមនៅក្នុងពិភពលោក។ ដំណោះស្រាយចំពោះបញ្ហានេះគួរតែផ្តល់ឱ្យមនុស្សជាតិនូវប្រភពថាមពលស្ទើរតែគ្មានដែនកំណត់។

ដំបូងឡើយ វាហាក់បីដូចជាបញ្ហានៃការប្រើប្រាស់ដោយសន្តិវិធីនៃការលាយបញ្ចូលគ្នានៃនុយក្លេអ៊ែរដើម្បីផលិតថាមពលអាចដោះស្រាយបានយ៉ាងឆាប់រហ័ស ជាពិសេសចាប់តាំងពីមានឧទាហរណ៍មួយនៅក្បែរនោះ នៅពេលដែលតិចជាងបួនឆ្នាំបានកន្លងផុតពីការសាកល្បងដំបូងនៃគ្រាប់បែកបរមាណូដល់ការបង្កើត។ រោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរដំបូងគេនៅសហភាពសូវៀត។ ប៉ុន្តែជាមួយនឹងការលាយបញ្ចូលគ្នានៃទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែរដែលបានគ្រប់គ្រង អ្វីគ្រប់យ៉ាងបានប្រែទៅជាស្មុគស្មាញជាង ហើយផ្លូវទៅកាន់ការអនុវត្តរបស់វាបានប្រែទៅជាវែងជាងវាហាក់ដូចជាដំបូង។

ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ ចាំបាច់ត្រូវបង្កើតប្លាស្មាក្រាស់ដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ សង្កត់វាឱ្យបានយូរ និងប្រើប្រាស់ថាមពលនៃប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរដែលកើតឡើងនៅក្នុងវា។ វាត្រូវបានស្នើឱ្យប្រើដែនម៉ាញេទិចដ៏រឹងមាំដើម្បីបង្ខាំងប្លាស្មា។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងការពិសោធន៍ដំបូងគេបានរកឃើញថា ប្លាស្មានៅក្នុងដែនម៉ាញេទិកមានឥរិយាបទមិនអាចទាយទុកជាមុនបាន ហើយត្រូវបានបាត់បង់យ៉ាងឆាប់រហ័សពីអន្ទាក់។ វាត្រូវចំណាយពេលច្រើនដើម្បីយល់ពីដំណើរការដ៏ស្មុគស្មាញបំផុតដែលកើតឡើងនៅក្នុងប្លាស្មា និងឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ។

អន្ទាក់កញ្ចក់ច្រើន GOL-3 - ការរៀបចំសម្រាប់ ការ​ពិសោធ​គឺ​ស្ថិត​ក្នុង​កម្រិត​ពេញ​លេញ។

រហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ នៅក្នុងការពិសោធន៍លើការដំឡើងប្រភេទ tokamak (រាងនំដូណាត់ - អេដ។ ) ដំណើរការសំខាន់ៗត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃប្លាស្មាក្តៅ ដែលធ្វើឱ្យវាអាចផ្លាស់ទីដោយផ្ទាល់ទៅភារកិច្ចនៃការដំឡើង ITER នៅក្នុង ដែលការចំហេះប្លាស្មារបស់ thermonuclear នឹងត្រូវបានរក្សារយៈពេលយូរនៅកម្រិតថាមពល 500 MW ។ ជាការពិតណាស់ គម្រោង ITER គឺមានសារៈសំខាន់យ៉ាងសម្បើមសម្រាប់មនុស្សជាតិទាំងអស់។ មាត្រដ្ឋានរបស់វាគឺអស្ចារ្យណាស់ដែលការអនុវត្តរបស់វាអាចធ្វើទៅបានតែលើមូលដ្ឋាននៃកិច្ចសហប្រតិបត្តិការអន្តរជាតិដ៏ទូលំទូលាយប៉ុណ្ណោះ។

ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ សូម្បីតែការបង្ហាញជោគជ័យនៅ ITER នៃការចំហេះប្លាស្មារបស់ thermonuclear ក៏មិនមានន័យទាល់តែសោះថា រ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear នាពេលអនាគតនឹងត្រូវបានសាងសង់ដោយផ្អែកលើ tokamaks ។ ស្របគ្នានេះដែរ នៅក្នុងការសិក្សាលើរូបវិទ្យានៃប្លាស្មាដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ វាត្រូវបានគេស្នើឱ្យប្រើអន្ទាក់បើកចំហជាមួយនឹងកញ្ចក់ម៉ាញ៉េទិច ដែលមានលក្ខណៈខុសប្លែកពីតូកាម៉ាក់ ដើម្បីផ្ទុកវា។ អន្ទាក់ទាំងនេះមានគុណសម្បត្តិជាមូលដ្ឋានមួយចំនួនបើប្រៀបធៀបទៅនឹង tokamaks ។ ជាពិសេស ពួកវាមានភាពសាមញ្ញក្នុងការរចនា ដែលនៅពេលអនាគតអាចជាអំណះអំណាងដ៏សំខាន់មួយក្នុងការពេញចិត្តនៃការប្រើប្រាស់របស់ពួកគេជារ៉េអាក់ទ័រលាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយវានៅតែត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងការអនុវត្តថាវាអាចទៅរួចដើម្បីសម្រេចបាននូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្លាស្មាខ្ពស់នៅក្នុងអន្ទាក់ទាំងនេះដែលវានៅតែទាបជាងតម្រូវការគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ វឌ្ឍនភាពដ៏សំខាន់ក្នុងទិសដៅនេះត្រូវបានសម្រេចក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ ដោយប្រើប្រាស់គ្រឿងបរិក្ខារទំនើបនៃប្រភេទនេះជាមួយនឹងភាពប្រសើរឡើងនៃការបង្ខាំងប្លាស្មានៅវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ SB RAS ដែលបានក្លាយជា និងនៅតែជាអ្នកដឹកនាំពិភពលោកមួយនៅក្នុងផ្នែកនៃការស្រាវជ្រាវនេះ។

ផ្ទាំងបញ្ជា GOL-3 ។

ការដំឡើងមួយក្នុងចំណោមការដំឡើងបែបនេះគឺអន្ទាក់ពហុកញ្ចក់ GOL-3 ដែលជាកន្លែងដែលការពិសោធន៍ជាមួយប្លាស្មាក្រាស់ (រហូតដល់ 1023 ម -3) ត្រូវបានធ្វើឡើង។ លទ្ធផលពិសេសមួយចំនួនត្រូវបានទទួលជាមួយនឹងការដំឡើងនេះ។ ជាពិសេស ឥទ្ធិពលនៃការទប់ស្កាត់ចរន្តកំដៅនៃអេឡិចត្រុងបណ្តោយតាមលំដាប់លំដោយចំនួនបីត្រូវបានគេរកឃើញដោយសារតែការវិវត្តនៃ microturbulence នៅក្នុងប្លាស្មាក្នុងអំឡុងពេលឆ្លងកាត់នៃធ្នឹមអេឡិចត្រុងដែលទាក់ទងគ្នា ដែលធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានសីតុណ្ហភាពអេឡិចត្រុង 4 keV ក្នុង អន្ទាក់។ នៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធម៉ាញេទិកពហុកញ្ចក់ ឥទ្ធិពលនៃការឡើងកំដៅយ៉ាងលឿននៃអ៊ីយ៉ុងទៅសីតុណ្ហភាព 2 keV នៅដង់ស៊ីតេប្លាស្មានៃ 1021 m -3 ត្រូវបានរកឃើញ និងពន្យល់។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលសម្រេចបានធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីក្លែងធ្វើដំណើរការរាងកាយនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ពហុកញ្ចក់។ លើសពីនេះទៀតការដំឡើងធ្វើឱ្យវាអាចសិក្សាពីផលប៉ះពាល់នៃអន្តរកម្មនៃប្លាស្មាក្តៅអេឡិចត្រុងជាមួយផ្ទៃក្នុង tokamaks ជាមួយប្លាស្មា thermonuclear ។

អន្ទាក់ឧស្ម័ន-ថាមវន្ត GDL - គំរូដើម ប្រភពនឺត្រុងដ៏មានឥទ្ធិពល។

វិទ្យាស្ថានបានស្នើ និងអនុវត្តយ៉ាងឆាប់រហ័សនូវគ្រោងការណ៍មួយទៀតនៃអន្ទាក់បើកចំហទំនើប - អ្វីដែលគេហៅថា អន្ទាក់ប្លាស្មាឧស្ម័ន (GPL) ។ ប្រវែងនៃ GDL និងទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកនៅកណ្តាលនិងនៅចុងបញ្ចប់ត្រូវបានជ្រើសរើសដូច្នេះថាមធ្យោបាយដែលមានប្រសិទ្ធភាពនៃផ្លូវទំនេរនៃអ៊ីយ៉ុងគឺតិចជាងប្រវែងនៃការដំឡើង។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌបែបនេះ អាយុកាលនៃប្លាស្មាត្រូវបានកំណត់តាមរបៀបដូចគ្នាទៅនឹងការធ្វើនៅពេលគណនាការបាត់បង់ឧស្ម័នធម្មតាតាមរយៈការបើកនៅក្នុងកប៉ាល់ ដែលជាឈ្មោះនៃការដំឡើងត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយ។ អាយុកាលប្លាស្មានៅក្នុង GDT គឺមិនមានប្រតិកម្មចំពោះលទ្ធភាពនៃការរំភើបនៃអតិសុខុមប្រាណនៅក្នុងវាទេ ហើយនេះធ្វើឱ្យការព្យាករណ៍នៃលទ្ធផលពិសោធន៍ និងការបូកបន្ថែមរបស់វាទៅនឹងលក្ខខណ្ឌរបស់រ៉េអាក់ទ័រអាចជឿទុកចិត្តបាន។ អត្ថប្រយោជន៍មួយទៀតនៃ GDL គឺសមត្ថភាពក្នុងការធានាស្ថេរភាពអ៊ីដ្រូឌីណាមិកនៃប្លាស្មានៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអ័ក្សស៊ីមេទ្រី។ ការសន្និដ្ឋានទ្រឹស្តីទាំងនេះត្រូវបានបញ្ជាក់រួចហើយដោយពិសោធន៍។ អន្ទាក់ឧស្ម័ន-ថាមវន្ត មានទស្សនវិស័យទាំងនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃរ៉េអាក់ទ័រសុទ្ធសាធ និងជាមូលដ្ឋានសម្រាប់បង្កើតប្រភពវិទ្យាសាស្ត្រវត្ថុធាតុដើមនៃនឺត្រុងនុយក្លេអ៊ែរ។

បុគ្គលិកវ័យក្មេងនៃក្រុម GDL ។

នៅឯការដំឡើង GDL ការចាក់នៃធ្នឹមអាតូមិចនៃ deuterium ជាមួយនឹងថាមពលសរុបប្រហែល 4 MW ធ្វើឱ្យវាអាចបង្កើនសម្ពាធប្លាស្មានៅក្នុងអន្ទាក់រហូតដល់ស្ទើរតែពាក់កណ្តាលនៃសម្ពាធនៃដែនម៉ាញេទិកដែលបង្ខាំង។ វិទ្យុសកម្មនឺត្រុងដែលបានសង្កេតក្នុងករណីនេះត្រូវបានប្រមូលផ្តុំជាចម្បងនៅចំណុចឈប់នៃ deuterons លឿនដែលត្រូវបានចាក់ចូលទៅក្នុងអន្ទាក់នៅមុំ 45 ដឺក្រេ។ ការងារកំពុងដំណើរការដើម្បីបង្កើនថាមពល និងរយៈពេលនៃការចាក់បន្ថែមទៀត ដើម្បីផលិតឡើងវិញក្នុងការពិសោធន៍នូវលក្ខខណ្ឌដែលនឹងមាននៅក្នុងប្លាស្មា deuterium-tritium នៃប្រភពនឺត្រុងដែលមានដង់ស៊ីតេ flux 14 MeV នឺត្រុងហ្វាល 0.5 MW/m 2 ។ ការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៃការចាក់គួរតែបង្កើនដង់ស៊ីតេនៃលំហូរនឺត្រុងដល់ 2 MW/m 2 ដែលត្រូវបានទាមទារសម្រាប់សម្ភារៈសាកល្បងនៃរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear tokamak នាពេលអនាគតនៅពេលផ្ទុកអតិបរមា។

រូបថតរបស់ V. Novikov

A. Ivanov បណ្ឌិតវិទ្យាសាស្ត្ររូបវិទ្យា និងគណិតវិទ្យា BINP