UK 
EnglishТипова
Polski🧲 Магнітне утримання термоядерного синтезу: токамак
Симулюйте, як тороїдальне й полоїдальне магнітні поля токамака закручуються у гвинтові силові лінії. Налаштуйте силу тороїдального поля й струм плазми, спостерігайте за коефіцієнтом запасу стійкості q і побачте, як кінк-нестійкість розриває плазму, коли q падає нижче 1.
Про цю симуляцію
Токамак утримує гарячу плазму подалі від стінок камери за допомогою двох магнітних полів, що комбінуються: сильного тороїдального поля навколо великого кільця та слабшого полоїдального поля, створеного струмом самої плазми. Разом вони закручують силові лінії у гвинтові траєкторії. Коефіцієнт запасу стійкості q вимірює, скільки разів силова лінія обходить навколо малого перерізу тора за один оберт навколо великого — і якщо q падає нижче 1, плазма стає нестійкою.
Тороїдальне й полоїдальне поле
Тороїдальне поле йде навколо великого кільця токамака, а полоїдальне — навколо малого перерізу; їхня комбінація закручує силові лінії у гвинтову структуру, необхідну для утримання.
Коефіцієнт запасу стійкості q
q показує, скільки обертів навколо малого перерізу робить силова лінія за один повний оберт навколо великого кола — низьке значення q означає сильне закручування й підвищений ризик нестійкості.
Кінк-нестійкість
Коли q падає нижче критичного значення (зазвичай близько 1), плазма стає схильною до кінк-нестійкості — гвинтоподібної деформації, що може швидко зруйнувати утримання плазми.
Часті питання
Що таке токамак?
Це тороїдальний (у формі бублика) пристрій, який утримує гарячу плазму за допомогою магнітних полів, щоб уможливити керовану реакцію термоядерного синтезу без контакту плазми зі стінками камери.
Що таке коефіцієнт запасу стійкості q?
Це число, яке показує, скільки разів магнітна силова лінія обгортається навколо малого перерізу тора за один повний оберт навколо великого кільця — воно кількісно визначає, наскільки туго закручені силові лінії.
Чому q=1 є критичним порогом?
Коли q падає нижче 1, певні магнітогідродинамічні моди (зокрема m=1 кінк-мода) стають нестійкими, спричиняючи швидке гвинтоподібне викривлення й потенційний розрив утримання плазми.
Що таке кінк-нестійкість?
Це магнітогідродинамічна нестійкість, за якої плазмовий шнур починає вигинатися по гвинтовій спіралі, подібно до перекрученого гумового шланга — вона може швидко посилюватися й зруйнувати конфігурацію утримання.