В токамаке плазма — как толпа на узкой улице: стоит кому-то побежать, и все срываются разом. В стеллараторе с некруглым сечением улица извилистая, с тупиками и карманами. Толпа не может собраться в одну волну — люди застревают по разным углам. Так и плазменные волны: в трёхмерной геометрии они локализуются, как звук в лабиринте.
Учёные показали, что неустойчивость в стеллараторе превращается в сеть отдельных волновых пакетов. Каждый пакет сидит в своём кармане и не может объединиться с соседями. Глобальный срыв — это когда волны прорываются через все карманы, как вода через трещины в плотине. Если карманов много и они изолированы, срыв не наступает. Это как протекание воды через пористый материал: пока поры не соединятся в сквозной канал, вода стоит на месте.
Такой подход объясняет, почему стеллараторы не страдают от баллонных срывов, которые мучают токамаки. Но есть нюанс: в квазисимметричных стеллараторах, которые специально делают похожими на токамаки, карманы могут соединяться. Тогда защита ослабевает. Значит, порог протекания становится важным параметром при проектировании реакторов. Инженеры смогут заранее оценить, насколько устойчива будет плазма в конкретной форме.
Плазма в стеллараторе — как вода в губке: пока поры не соединились, течь некуда. А в токамаке — как вода в трубе: одна трещина, и поток хлынул. Трёхмерная геометрия не даёт трещинам слиться в одну большую брешь.
Слово «стелларатор» происходит от латинского stella — звезда: форма магнитного поля напоминает звезду, а плазма удерживается, как в звезде.
В романе «Мир-Кольцо» Ларри Нивена термоядерный реактор на основе магнитного удержания — мечта, к которой стеллараторы приближают реальность.