8月19日據(jù)塔斯社消息，俄羅斯物理學(xué)家開發(fā)出一種理論模型，可一致描述托卡馬克熱核反應(yīng)堆運(yùn)行中危險(xiǎn)的垂直等離子體不穩(wěn)定性機(jī)制，為創(chuàng)建更可靠的熱核反應(yīng)堆控制系統(tǒng)開辟了道路，該消息由莫斯科物理技術(shù)學(xué)院(MIPT)科學(xué)傳播中心報(bào)道。

莫斯科物理技術(shù)學(xué)院研究員弗拉基米爾·普斯托維托夫(Vladimir Pustovitov)解釋稱，之前的模型雖精妙且能相對(duì)簡(jiǎn)單解決問(wèn)題，但適用范圍狹窄，初始假設(shè)要求等離子體形狀變化時(shí)真空室形狀也隨之改變。而此次創(chuàng)建的通用方法，可用于現(xiàn)有和計(jì)劃中的托卡馬克，包括國(guó)際實(shí)驗(yàn)熱核反應(yīng)堆ITER。

科學(xué)家介紹，過(guò)去半個(gè)世紀(jì)，物理學(xué)家開發(fā)出多種熱核反應(yīng)堆制造方法，其中托卡馬克和仿星器被認(rèn)為最有前景。托卡馬克因ITER反應(yīng)堆更接近實(shí)際應(yīng)用，該反應(yīng)堆在法國(guó)已建造數(shù)十年，俄羅斯、歐盟、美國(guó)、中國(guó)等國(guó)科學(xué)家參與其中。

托卡馬克裝置中，等離子體在內(nèi)部形成并保持，溫度高達(dá)數(shù)億度。為增加功率和提高效率，物理學(xué)家將等離子體線設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)形狀，但這導(dǎo)致等離子體在垂直方向上不穩(wěn)定，存在上下“滑動(dòng)”并高速撞上腔室壁的風(fēng)險(xiǎn)。

要應(yīng)對(duì)此類情況，需準(zhǔn)確了解垂直不穩(wěn)定性的形成和移動(dòng)速度。然而，現(xiàn)有數(shù)學(xué)模型因使用與細(xì)長(zhǎng)等離子體幾何形狀和托卡馬克真空室導(dǎo)電壁形狀相關(guān)的數(shù)學(xué)簡(jiǎn)化方法，無(wú)法獲得足夠精確的預(yù)測(cè)。

莫斯科物理技術(shù)學(xué)院和庫(kù)爾恰托夫研究所的理論物理學(xué)家開發(fā)的新方法更通用，可考慮任意形狀且相互獨(dú)立的等離子體和壁面。研究人員計(jì)算表明，新方法與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性更高，未來(lái)有助于為托卡馬克裝置創(chuàng)建更精確的控制算法，保護(hù)其免受此類事件影響，并改進(jìn)關(guān)鍵元件的設(shè)計(jì)和幾何形狀。

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