Как термоядерное устройство выдерживает 100 миллионов градусов?

Майк Миллер, магистр материаловедения и инженерии отвечает читателям на этот вопрос.
Как термоядерное устройство выдерживает 100 миллионов градусов?

Устройства Fusion вовсе и не должны выдерживать 100 миллионов градусов по Цельсию. Проблема заключается в другом, «как крошечному пучку плазмы с температурой 100 миллионов C удается избежать охлаждения до комнатной температуры тоннами реактора вокруг него?»

Плазма, даже в гигантском термоядерном реакторе ИТЭР, составляет менее 3 грамм и, таким образом, сохраняет только несколько сотен миллионов джоулей тепловой энергии, что позволяет 25 000 тонному реактору впитываться, если плазма ударяется о его стенки. И если плазма ударяется о стенки и испаряет, скажем, несколько граммов вольфрама, то масса плазмы удваивается — в быстром приближении ее температура будет уменьшена вдвое, ниже температуры плавления.

Решение состоит в том, чтобы изолировать плазму от холодных, массивных стен реактора с использованием магнитных удерживающих полей. Обычно плазма не касается стен, а стены не охлаждают плазму ниже рабочих температур.

Материал стен, обращенный к плазме, может нагреваться до 10 мегаватт на квадратный метр тепла, особенно на отклоняющих пластинах, которые пытаются удалить гелий из плазмы прямым контактом, но поэтому они агрессивно охлаждаются водой.