G.I. Budkera SB RAS(BINP SB RAS)的科學(xué)家們?cè)赗ESIN安裝中改善了等離子體的限制，他們采用了一種螺旋磁性開(kāi)放式陷阱。這種開(kāi)放陷阱具有線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，等離子體被磁場(chǎng)限制在其中，但磁力線(xiàn)并非閉合，因此等離子體可以沿磁力線(xiàn)流出。為了降低縱向顆粒損失，科學(xué)家們巧妙地組合了不同類(lèi)型的磁塞，特別是短塞，它在多鏡部分產(chǎn)生了螺旋磁場(chǎng)。這種螺旋場(chǎng)將等離子體從邊緣重定向到裝置中心，而磁塞的組合則有效防止了等離子體的大量流出。研究表明，組合使用的磁塞比單獨(dú)使用時(shí)更能有效地保持等離子體，同時(shí)，結(jié)合鏡子系統(tǒng)后，受限等離子體的密度增加了三倍。

聚變實(shí)驗(yàn)需要維持等離子體的特定特性，如密度和溫度，而開(kāi)放式陷阱正是研究等離子體物理學(xué)的一種有效裝置。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，等離子體位于裝置中間并被磁場(chǎng)包圍。然而，在開(kāi)放陷阱中，場(chǎng)線(xiàn)在等離子體外部閉合，等離子體可以沿著這些線(xiàn)移動(dòng)并流出。為了減少等離子體損失，SB RAS核物理研究所的物理學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種系統(tǒng)，利用多個(gè)鏡像系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在SMOLA裝置中有效地限制了等離子體。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種短管組合，在設(shè)備邊緣產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，同時(shí)利用具有螺旋對(duì)稱(chēng)性的多鏡部分，沿設(shè)備整個(gè)長(zhǎng)度創(chuàng)建螺旋場(chǎng)，引導(dǎo)等離子體從邊緣流向中心，從而將通過(guò)“未封閉”區(qū)域的等離子體粒子的縱向損失減少了五倍。

Anton Sudnikov 與 RESIN 安裝。攝影：E. Koinova

高級(jí)研究員安東·蘇德尼科夫表示，RESIN是一個(gè)小型試驗(yàn)臺(tái)，用于測(cè)試等離子體限制的想法。螺旋約束是多鏡約束的一種子類(lèi)型，他們認(rèn)為這是抑制開(kāi)放陷阱中縱向損失的有效方法。該方法可以應(yīng)用于參數(shù)嚴(yán)格的大型裝置，如氣體動(dòng)力多鏡陷阱。在實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)添加具有更強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域后，多鏡螺桿部分的表現(xiàn)得到了改善。每個(gè)系統(tǒng)都抑制了等離子體流，改善了限制，且不會(huì)相互干擾，共同提供了比單個(gè)系統(tǒng)更高的效率。在某些變體中，這些方法可以像構(gòu)建塊一樣組合使用。在今年的實(shí)驗(yàn)中，限制區(qū)域的密度在相同參數(shù)下增加了大約三倍。

開(kāi)放式陷阱是發(fā)展熱核聚變的另一種方法，與托卡馬克相比，其設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，更容易修改和擴(kuò)大規(guī)模。未來(lái)，物理學(xué)家計(jì)劃在開(kāi)放式陷阱中獲得與GDML中等離子體類(lèi)似的“碰撞”等離子體，即離子在其中的等離子體。為此，他們將在SMOLA裝置中安裝一個(gè)交變射頻波源，以單獨(dú)加熱等離子體中的離子和電子，使離子的預(yù)期溫度達(dá)到50萬(wàn)攝氏度(50電子伏特)。

此外，開(kāi)放式陷阱還為測(cè)試許多有趣的想法提供了機(jī)會(huì)，這些想法可能對(duì)未來(lái)裝置的建造有用。例如，它對(duì)于代表注射器(粒子加速器)的發(fā)展至關(guān)重要，沒(méi)有它就無(wú)法進(jìn)行任何熱核研究。科學(xué)家們對(duì)使用熱等離子體的固定開(kāi)放式陷阱表示出濃厚的興趣，并計(jì)劃在未來(lái)進(jìn)行更多類(lèi)似的測(cè)試。由于其可擴(kuò)展性，創(chuàng)建固定陷阱已成為一項(xiàng)可行的任務(wù)。