俄羅斯科學院西伯利亞分院GI Budker核物理研究所(INP SB RAS)已成功地將其SMOLA核聚變設施的等離子體密度提高了1.5倍。它還將等離子體流出的速度減緩了10倍。受控熱核聚變領域的研究正在使用基于各種磁約束系統的實驗設施進行。它們都有相同的目標--達到熱核聚變所需的溫度、密度和等離子體封閉時間。

雖然許多核聚變項目，包括法國的國際熱核實驗反應堆(ITER)，使用封閉式的磁捕集器來捕集等離子體--托卡馬克，但其他項目則使用開放式磁捕集器。INP的研究人員使用了幾個開放型的實驗設施，包括SMOLA，它是一個帶有螺旋式磁性等離子體約束的開放陷阱。科學家們最近在《等離子體物理學雜志》上發表了兩篇科學論文，詳細介紹了他們的實驗結果。

開放式系統的優勢之一是，它們與托卡馬克不同，可以實現等離子體壓力與磁場壓力的高比率。來自INP的專家們已經成功實現了0.6的比率，并正在努力達到統一。然而，雖然開放式磁阱的幾何形狀很簡單，類似于一個有兩個頸部的瓶子，但它們允許在端孔處有強烈的等離子體流出。為了解決這個問題，INP開發并建造了其實驗性的SMOLA(螺旋形磁性開放陷阱)設施。

高級研究員安東-蘇德尼科夫(Anton Sudnikov)解釋說："開放式陷阱中的磁場力線不是封閉的，例如在托卡馬克中，因此，等離子體只保留在裝置的中間，而在兩端可以流出，為了減少這種流出，磁 "塞子 "被放置在那里，以增加磁場。在另一個INP設施，即RESIN，嘗試了一種不同類型的磁塞。RESIN與其他開放式捕集器的不同之處在于，在一端，我們安裝了一個螺旋塞子，而不是通常的磁塞。正是這種螺旋形的磁場能夠將流出的等離子體'拖'回陷阱的中心。”

Sudnikov指出：“在最近的實驗中，使用強螺旋磁場的INP專家能夠減少流出的等離子體的流量，以至于他們無法再記錄它，理論預測，在螺旋磁場的存在下，等離子體的封閉性應該得到加強。這就是我們在實驗中觀察到的，但我們實驗的最重要結果是......當加入螺旋場時，等離子體密度也增加了1.5倍。這種依賴關系很簡單：等離子體在陷阱中被限制得越多，它的密度就越大，而我們整個帶有螺旋約束的多鏡系統在總體上就越有效。"

由于獲得的結果，科學家們能夠在受控熱核聚變的研究方面取得進一步進展。因此，例如，在等離子體的熱核參數下，為了在多鏡阱中對其進行有效的約束，有必要使離子碰撞和散射更加頻繁。但是在有用的熱核參數下，這就不會發生--離子被其他離子散射的次數太少，可以飛過陷阱，那么即使是螺旋場也不會把它拉回來。

此后，INP的科學家們利用另一個開放式捕集器設施--GOL-3(波紋狀開放式捕集器)在受控核聚變方面取得了進一步進展。下一個重要步驟將是開發一個使用氣體動態磁阱(GDML)限制熱核等離子體的裝置。INP希望GDML將證明在開放型磁捕集器的基礎上設計一個緊湊、經濟和環保的熱核反應堆的可能性。

Sudnikov說：“GDML中的字母'M'意味著該阱將是多鏡面的。在基本版本中，這只是一個被磁塞限制的磁場。但如果我們所有的新成就都應用于這個項目，那么將有可能在GDML的兩端添加一個螺絲塞，就像在RESIN上一樣。我們的實驗結果讓我們希望螺桿部分將提高效率。該設施的規模和復雜性將保持不變，但我們將提高密度，改善約束質量，因此，我們將更接近我們所需要的聚變參數。"