СТЕЛЛАРА́ТОР

СТЕЛЛАРА́ТОР (от англ. stellar – звёзд­ный), замк­ну­тая маг­нит­ная ло­вуш­ка, в ко­то­рой не­об­хо­ди­мая для удер­жа­ния плаз­мы кон­фи­гу­ра­ция маг­нит­но­го по­ля пол­но­стью соз­да­ёт­ся то­ка­ми, те­ку­щи­ми вне плаз­мен­но­го объ­ё­ма. Идею та­кой ло­вуш­ки как воз­мож­но­го маг­нит­но­го тер­мо­ядер­но­го ре­ак­то­ра вы­дви­нул в 1951 Л. Спит­цер. Он же пред­ло­жил на­зва­ние та­ких сис­тем – «С.», т. е. тор из «звёзд­но­го» ве­ще­ст­ва. В С. маг­нит­ные си­ло­вые ли­нии под­вер­га­ют­ся т. н. вра­ща­тель­но­му пре­об­ра­зо­ва­нию, в ре­зуль­та­те ко­то­ро­го они, мно­го­крат­но об­хо­дя тор, об­ра­зу­ют сис­те­му замк­ну­тых вло­жен­ных друг в дру­га то­рои­даль­ных маг­нит­ных по­верх­но­стей. Впер­вые на воз­мож­ность су­ще­ст­во­ва­ния в маг­нит­ном по­ле та­ких по­верх­но­стей ука­зал И. Е. Тамм (1928) на при­ме­ре коль­ца с то­ком, по­ме­щён­но­го в то­рои­даль­ное маг­нит­ное по­ле. Вра­ща­тель­ное пре­об­ра­зо­ва­ние си­ло­вых ли­ний при­во­дит к ком­пен­са­ции то­рои­даль­но­го дрей­фа за­ря­жен­ных час­тиц, обес­пе­чи­вая рав­но­ве­сие плаз­мы.

Пер­вые экс­пе­рим. ис­сле­до­ва­ния на С. в США (1950–60-е гг.) бы­ли не­удач­ными: на всех ус­та­нов­ках на­блю­да­лась по­вы­шен­ная т. н. бо­мов­ская диф­фу­зия плаз­мы. Ус­пе­хи, дос­тиг­ну­тые в СССР на ус­та­нов­ках то­ка­мак, при­ве­ли к за­кры­тию амер. стел­ла­ра­тор­ной про­грам­мы и пе­ре­клю­че­нию ис­сле­до­ва­ний на то­ка­ма­ки. В по­сле­дую­щие де­ся­ти­ле­тия экс­пе­ри­мен­ты во мно­гих ла­бо­ра­то­ри­ях (ФРГ, СССР, Ве­ли­ко­бри­та­ния, Япо­ния) по­ка­за­ли оши­боч­ность пес­си­миз­ма амер. фи­зи­ков, свя­зан­но­го, по-ви­ди­мо­му, с не­дос­та­точ­ной точ­но­стью из­го­тов­ле­ния то­ко­вых об­мо­ток. При оди­на­ко­вых раз­ме­рах ус­та­но­вок удер­жа­ние плаз­мы в то­ка­ма­ках и С. прак­ти­че­ски иден­тич­но. Дос­то­ин­ст­вом С. яв­ля­ет­ся воз­мож­ность ста­цио­нар­ной ра­бо­ты ус­та­но­вок, от­сут­ст­вие ха­рак­тер­ных для то­ка­ма­ков не­ус­той­чи­во­стей сры­ва удер­жа­ния плаз­мы и ог­ра­ни­че­ний на ве­ли­чи­ну плот­но­сти плаз­мы. Не­дос­та­ток С. – бо­лее слож­ная сис­те­ма то­ко­вых про­вод­ни­ков и, воз­мож­но, по­вы­шен­ная по срав­не­нию с то­ка­ма­ка­ми диф­фу­зия α-час­тиц в бу­ду­щем тер­мо­ядер­ном ре­ак­то­ре.

С 1998 в Япо­нии ве­дут­ся экс­пе­ри­мен­ты на круп­ней­шем в ми­ре сверх­про­во­дя­щем С. LHD (Large Helical Device). Дос­тиг­ну­тые ус­пе­хи по­зво­ли­ли рас­смат­ри­вать про­ект де­мон­ст­ра­ци­он­но­го ре­ак­то­ра с ис­поль­зо­ва­ни­ем это­го С. В дек. 2015 в ФРГ в Ин-те фи­зи­ки плаз­мы ус­пеш­но за­пу­щен С. W 7-X, в ко­то­ром плаз­ма удер­жи­ва­лась 0,1 с.