Продолжение комментария.
Из ядерной физики известно, что две ветви ядерной реакции (1) и (2) полностью равновероятны. Кроме того, каждая ветвь реакции включает одновременное рождение двух частиц. Отсюда следует, что в реакции 2D+2D с равной вероятностью должно возникать излучение четырех частиц: 3Не, n0, 3Т и протона с указанной выше энергией, т.е. если мы измерили интенсивность, одного компонента, например, излучения нейтронов, то с такой же интенсивностью должно иметь место излучение 3Не++, 3Т+ и р+ в любых условиях, где бы реакция 2D+2D не происходила1.
В 1993 г. в экспериментах по омическому нагреву дейтериевой плазмы на токамаке Т-10 [2] с использованием ряда новых диагностик были измерены интенсивности излучения нейтронов, протонов и тритонов, которые продемонстрировали хорошую корреляцию их временного хода, что согласуется с рождением этих частиц в результате 2D+2D реакции. Измерения ионов гелия не были произведены по техническим причинам из-за малого размера блока детектирования, не позволявшего этим ионам попасть в детектор. Однако с учётом вышеуказанной корреляции, обнаруженной в измерениях остальных составляющих реакций (1) и (2), сомневаться в производстве таких ионов нет никаких оснований.
Сейчас общепризнано, что главный интерес для ITER, DEMO и будущего энергетического реактора, равно как и для термоядерного источника нейтронов (ТИН), представляет реакция
2D+3Т → 4Не(3,5 МэВ) + n (14,1 МэВ). (3)
Эта реакция детально исследовалась в 1990-х годах в экспериментах на двух крупнейших токамаках TFTR (США) и JET (Европа), оборудованных для работы с тритием [3-4]. Генерация гелия в этих экспериментах не просто фиксировалась; исследование поведения альфа-частиц (ионов 4Не++ ) в макроскопически устойчивой плазме было центральной задачей этих экспериментов. В перечисленных установках, благодаря большим размерам плазмы и большим величинам магнитного поля и тока в плазме, рождающиеся альфа-частицы хорошо удерживались в плазменном объёме (в TFTR, меньшей из двух установок, измеренные потери альфа-частиц при рождении составляли <3%). Задачей экспериментов было исследование удержания и замедления быстрых альфа-частиц и их влияние на устойчивость плазмы. Мощность реакций синтеза в этих экспериментах достигала 10,6 МВт в TFTR и 16,1 МВт в JET при мощности дополнительного нагрева соответственно ~40 и ~26 МВт. Мощность нагрева плазмы альфа-частицами составляла при этом ~3% в TFTR и 9% в JET от полной мощности нагрева. Полученные данные хорошо согласуются с результатами моделирования. Тем самым, были представлены убедительные данные о рождении ионов гелия (4Не++) в D-T реакциях при создании соответствующих условий и закрыт вопрос об их природе, равно как и вопрос о природе нейтронов в устойчивых разрядах в токамаке.
Результаты этих исследований послужили основой для проекта ITER, который рассчитан на достижение мощности реакций синтеза ~500 МВт, благодаря примерно 10-кратному увеличению объема плазмы и 4-х кратному увеличению тока в плазме по сравнению с установкой JET.
В своем письме сударь Даньшов цитирует мнение академика Е.Б.Александрова о том, что «проект управляемого термоядерного синтеза, выдвинутый 60 лет назад, сегодня представляется, пожалуй, еще более отдаленной перспективой, чем это виделось в начале этих исследований». Эту оценку, следует признать даже оптимистичной, поскольку ИТЭР не является последней точкой на пути к «чистому» термоядерному реактору. За ним должны последовать демонстрационный реактор (DEMO), и только затем – промышленная электростанция (Power plant) [5]. Однако если использовать токамак как источник быстрых нейтронов в сочетании с обычным ядерным реактором, то «гибридная ядерная электростанция» может быть построена гораздо раньше [6].
1) В статье по термоядерным реакциям в Физической Энциклопедии под редакцией Прохорова А.М. наряду с реакцией D+D → 3Не++ + n0 допускается реакция D+D → 3Не++ + γ, роль которой неизвестна.
[1] Л.А.Арцимович и др. Письма в ЖЭТФ, том 10, стр. 130-133 (1969)
[2] S.V.Popovichev et al, Proc. 25 EPS Conf. Contr. Fusion and Plasma Phys., 1998, v.22C, p.1558-1561
[3] R.J.Havryluk, J. Plasma Fusion Res. SERIES, Vol. 5 (2002) 12-21
[4] JET Team (prepared by P.R.Thomas), Nuclear Fusion, Vol. 39 (1999) 1619-1625
[5] Progress in the ITER Physics Basis, Nuclear Fusion, Vol.47, No. 6 (2007)
[6] Э.Азизов, П.Алексеев, Е. Велихов и др. В мире науки, 20, 09, 1912
Лауреат Государственной премии СССР
Ведущий научный сотрудник
НИЦ «Курчатовский институт»
к.ф.-м.н. В.С.Муховатов.