Физики из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ разработали экспериментальный комплекс для измерения магнитных полей в сферических токамаках. Этот комплекс способен выявлять искажения, которые не учитываются компьютерными моделями.
Магнитное поле в токамаке удерживает плазму, предотвращая ее контакт со стенками камеры. Однако микроскопические ошибки при сборке катушек, такие как сдвиги проводов при намотке и перекосы при монтаже, создают паразитные вертикальные и радиальные поля. Эти искажения меняют форму плазменного шнура, снижают устойчивость его удержания и могут привести к прекращению термоядерной реакции. Стандартные компьютерные модели не всегда могут предсказать такие искажения.
Для проверки расчетов ученые создали физическую модель – уменьшенную копию токамака МИФИСТ‑1 в масштабе 1:3. Тор был напечатан на 3D‑принтере, а в его канавки уложен медный провод. Конструкция сделана разборной, чтобы можно было изменять ее конфигурацию. Для измерений была разработана печатная плата с 36 трехкомпонентными датчиками Холла. Система автономно опрашивает датчики с частотой 1000 герц и записывает данные во встроенную память.
При токе 180 ампер паразитные составляющие не были зафиксированы из‑за шумов. Однако при увеличении тока до 1200 ампер измерения показали, что основная паразитная составляющая – вертикальное поле – совпадает с теоретическими предсказаниями. Однако соотношение величины паразитных полей к основному оказалось в несколько раз выше расчетного.
Это расхождение указывает на существование неучтенных факторов: подводящие провода, микроскопические перекосы витков и наклоны датчиков создают искажения, которые не могут быть зафиксированы компьютерным моделированием. Полученные данные помогут скорректировать конструкцию будущих термоядерных реакторов и определить допустимый уровень неточности сборки, при котором удержание плазмы будет стабильным.
Источник: www1.ru
распечатать статью
