Импульсный разрядник, созданный специалистами Томского института высоких напряжений, – вполне возможно, еще один шаг в тот день, когда человечество будет буквально купаться в дешевой и экологически чистой термоядерной энергии.

Специалисты из Sandia тестируют созданный в Томске генератор, способный производить сверхмощные и сверхкороткие разряды


Диски изоляторов для конденсаторов разрядника

В термоядерном реакторе разрядник будет выполнять приблизительно ту же функцию, что и свечи зажигания в двигателе внутреннего сгорания. Чтобы поршни ДВC не прекращали свое поступательное движение, свечи должны раз за разом давать искру, поджигая поступающую в цилиндр горючую смесь. Аналогичным образом электрический разрядник, входящий в состав термоядерного реактора, периодически запускает реакцию по слиянию атомов водорода. В течение срока эксплуатации подобному устройству предстоит произвести миллионы разрядов, работая в практически непрерывном режиме.

Пространство электрической дуги, продуцируемой таким разрядником, выполняет роль своеобразной камеры сгорания, в которой происходит термоядерная реакция. Такой метод не позволяет обеспечить непрерывное слияние ядер, поэтому большее распространение получила схема с магнитной «камерой сгорания», в которой нагрев и удержание плазмы производятся при помощи постоянного магнитного поля.

Однако существенный прогресс в области аккумулирования электроэнергии (в частности – появление более емких конденсаторов) позволил импульсной схеме приблизиться по перспективности к непрерывной. Расчеты показывают, что реакторы на разрядниках вполне могут достичь положительного баланса между вырабатываемой и используемой электроэнергией. Это направление разрабатывает, национальная лаборатория Sandia в США, заказавшая разрядник у российских коллег из НИИ Высоких напряжений Томского политехнического университета.

Устройство состоит из множества параллельно соединенных конденсаторов, объединенных в цилиндрические блоки. Машина способна выдавать импульсы тока силой в 1 МА при напряжении в 100 КВ с периодичностью в 10 с, что является значительным шагом вперед по сравнению со всеми зарубежными аналогами. Продолжительность каждого импульса составляет всего 100 нс: снижение времени импульса при той же мощности ведет к значительному увеличению температуры дуги.

Впрочем, для запуска термоядерной реакции с положительным выходом энергии этого еще недостаточно. Как говорит Кейт Матцен (Keith Matzen) из лаборатории Sandia: «Мы пока еще не вышли из детского возраста. По нашим расчетам, для достижения массового слияния ядер, необходимо достичь планки в 60 МА». В настоящий момент разрядник проходит испытания в Томске.

Читайте подробнее о международном проекте по созданию термоядерного реактора: « Солнце-2 ».

По публикации Science Daily