Для высвобождения энергии термоядерного синтеза требуется экстремально горячая плотная плазма. Чем выше давление плазмы, тем больше реакций синтеза происходит в плазме и тем больше энергии вырабатывает реактор. Одни термоядерные установки стремятся максимально увеличить давление, другие делают ставку на продолжительность времени удержания, чтобы компенсировать низкое давление. Метод Z-пинча, стабилизированного сдвиговым потоком, который разрабатывает компания Zap Energy, пытается нащупать баланс между сжатием и удержанием.
Экспериментальная установка третьего поколения FuZE-3 была разработана для достижения высоких значений по трем показателям: плотности, температуры и времени удержания плазмы. Это первое устройство компании с третьим электродом для разделения сил, вызывающих ускорение и сжатие плазмы.
«Возможность независимого управления ускорением и сжатием плазмы дает нам новый инструмент для настройки физики и повышения плотности плазмы, — объяснил Колин Адамс, глава отдела экспериментальной физики компании. — Двухэлектродные системы эффективно нагревались, но не обеспечивали желаемого сжатия, предусмотренного нашими теоретическими моделями».
Испытания показали, что она способна вызвать однократное давление электронов в 830 МПа. Однако плазма — это не только электроны, но и гораздо более тяжелые ионы. Если температура электронов и ионов почти одинаковая, общее давление плазмы (электронов и ионов) будет примерно вдвое превышать достигнутое значение, то есть, составит примерно 1,6 ГПа. Один гигапаскаль — это примерно в десять тысяч раз больше, чем атмосферное давление на уровне моря, или в десять раз больше, чем на дне Марианской впадины.
Давление поддерживалось приблизительно в течение микросекунды. Для его измерения специалисты Zap Energy использовали метод оптического томсоновского рассеяния, пишет EurekAlert.
В феврале этого года Zap Energy добилась устойчивой плазмы без магнитных полей. Опыты по измерению изотропии нейтронной энергии внутри экспериментального устройства FuZE показали равномерное испускание нейтронов, ключевой показатель качественной плазмы.
