А что же стеллараторы?
После закрытия американской стеллараторной программы исследования на них продолжались в СССР, Англии, Германии, Франции, а потом и в Японии. Были найдены причины неудачи американских экспериментов. Главная из них — недооценка точности, с которой должны изготавливаться обмотки магнитов. Она лежит на пределе возможностей современного машиностроения. К тому же детали магнитной системы стелларатора имеют крайне сложную форму и сделаны из очень неудобных материалов — меди или сверхпроводящих сплавов. Ошибки масштаба 1:10 000 в размерах или форме магнитных обмоток приводят к заметным нарушениям структуры магнитного поля. Ловушка становится «дырявой» и время удержания плазмы резко падает. Поэтому построить стелларатор намного сложнее, чем такого же размера токамак.
В то же время стелларатор в качестве основы будущего термоядерного реактора имеет важные преимущества. Магнитное поле в нем можно не выключать годами. То есть в принципе он может работать в постоянном режиме, что и требуется для термоядерного реактора. В токамаке же для поддержания тока в плазме требуется импульсное магнитное поле, так что время существования плазмы в нем ограничено. Удастся ли добиться стационарного режима в реакторе-токамаке, пока никто не знает.
Другое важное преимущество стеллараторов — отсутствие самой опасной из неустойчивостей плазмы, так называемых больших срывов. В токамаке винтовое магнитное поле создается током, который течет прямо по плазме и подвержен колебаниям и движениям вместе с ней. Иногда в результате этих колебаний структура удерживающего магнитного поля меняется так неудачно, что плазма буквально вылетает на стенку камеры. Это и есть большой срыв. В таком крупном реакторе, как ИТЭР, где запас энергии плазмы эквивалентен 250 килограммам тротила, это может привести даже к разрушению стенки реактора. Вот почему в проект заложено требование: большой срыв может случаться не чаще раза в год. Зато в стеллараторах, где структура магнитного поля не зависит от движения плазмы, такой проблемы просто нет.
Исследования на стеллараторах прошли тот же длинный путь, что и на токамаках. Но по объему выполненных научных работ стеллараторы отстают от токамаков на целое поколение — лет на 10. Это и понятно — в мире работает около 200 токамаков и всего несколько стеллараторов. И все же отставание постепенно сокращается. Время удержания плазмы в современных стеллараторах составляет уже десятые доли секунды, а ее параметры в самых крупных моделях — немецком Wendelstein и японском LHD — не уступают лучшим достижениям токамаков и приближаются к реакторным. Мощность термоядерных реакций достигает уже 80% от вложенной в плазму. При обсуждении долговременных планов развития термоядерной энергетики часто высказывается мысль, что первые реакторы, конечно, должны быть токамаками, а вот первая термоядерная электростанция, возможно, будет построена на основе стелларатора.
