Сотрудники кафедры физики плазмы Национального исследовательского ядерного университета МИФИ сделали открытие, которое позволит защитить элементы термоядерных реакторов от повреждения при воздействии плазмы, и тем самым обеспечить их надежную работу, сообщила пресс-служба вуза. Термоядерные установки создаются, чтобы попытаться использовать для получения электроэнергии термоядерную реакцию, происходящую, в частности, на Солнце. В случае успеха это даст человечеству практически неисчерпаемый источник энергии. Самым крупным проектом в этой области является проект международного термоядерного реактора ИТЭР, который сейчас строится во Франции.

Одним из нежелательных явлений, которые могут происходить в таких установках, являются так называемые униполярные дуги, возникающие между термоядерной плазмой и обращенной к ней первой стенкой реактора. Это явление будет приводить к разрушению стенки реактора, загрязнению и охлаждению плазмы, что недопустимо при осуществлении управляемого термоядерного синтеза. Механизм возникновения униполярных дуг до конца еще не изучен, поэтому исследования, связанные с этой проблемой, имеют передовой характер.

Взаимодействие плазмы с вольфрамом, входящим в состав первой стенкой термоядерного реактора, приводит к тому, что металлическая поверхность покрывается огромным количеством волосков диаметром в несколько десятков нанометров и длиной до одного микрона. Ученые назвали их "вольфрамовым нанопухом".

Сотрудник кафедры физики плазмы МИФИ Дмитрий Синельников, находясь на стажировке в Нагойском университете Японии, обнаружил, что после возникновения униполярных дуг на вольфрамовом пухе возникают похожие на снежинки структуры. После этого на кафедре в МИФИ были проведены дополнительные эксперименты с целью выяснить, как такие структуры определяют свойства вольфрамового нанопуха при действии на него электрических полей высокой напряженности. Выяснилось, что такие "снежинки" в значительной мере влияют на то, каким будет воздействие электрического поля.

"Помимо внешней красоты, кратеры-снежинки могут помочь лучше разобраться в механизме перемещения дуги по поверхности", – отметил Синельников, слова которого цитируются в сообщении.

По мнению авторов работы, дальнейшее изучение этого явления поможет предотвратить возникновение вредных униполярных дуг в термоядерных установках и тем самым обеспечить их надежную эксплуатацию.