Плазма в термоядерном реакторе — как рой светлячков, который нужно удержать в невидимой банке. Раньше считалось, что стенки банки должны быть идеально гладкими, иначе светлячки найдут щель и улетят. Новая работа показывает: банку можно склеить из кусочков с заметными швами, и рой всё равно останется внутри.
Обычные магнитные ловушки — токамаки и большинство стеллараторов — строятся на принципе «омнигенности»: поле подобрано так, что заряженные частицы, куда бы их ни занесло, возвращаются на свою орбиту. Это как лабиринт, где каждый коридор плавно переходит в другой. Но идеально гладкие лабиринты трудно строить. Авторы предложили «кусочно-омнигенное» поле: лабиринт собран из секций, и на стыках коридоры не совпадают идеально. Частице приходится перескакивать через небольшой порожек.
Проверка на компьютере показала: такая ловушка не только держит горячий газ, но и устойчива к разным режимам работы. Плазма в ней меньше перемешивается, меньше теряет быстрых частиц и почти не создаёт собственных токов, которые портят удержание. При этом конструкция совместима с островным дивертором — устройством, которое отводит примеси и золу термоядерной реакции.
Список кандидатов в реакторы будущего пополнился. Теперь инженеры могут выбирать не только среди идеально гладких лабиринтов, но и среди тех, что собраны из кусочков. А значит, у термоядерной энергетики появляется больше шансов найти рабочую и не слишком дорогую форму.
Слово «стелларатор» происходит от латинского stella — звезда. Эти ловушки названы так, потому что в них, как в звёздах, плазма удерживается магнитным полем.