Ученые РФ сделали прототип нового гиротрона для нагрева плазмы в токамаке

Специалисты Института прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН совместно с предприятием «Гиком» разработали прототип гиротрона мощностью 1 МВт, работающего на частоте 230 ГГц. Устройство предназначено для электронно-циклотронного нагрева и управления током плазмы в новом российском термоядерном реакторе с реакторными технологиями (ТРТ).

ЭЦР-системы являются важной частью большинства термоядерных установок, а гиротроны уже выпускаются серийно. Однако реактор ТРТ имеет компактные размеры и мощное магнитное поле в 8 тесла, поэтому для него требуются источники излучения, способные работать на частотах, примерно в полтора раза превышающих параметры установок уровня ITER.

Главная особенность прототипа — встроенный квазиоптический преобразователь с барьерными окнами, благодаря которому в будущем станет возможным внешнее управление частотой излучения и повышение выходной мощности.

В 2025 году прибор в режиме свободной генерации достиг мощности 1 МВт при КПД 29%. Импульс длился 100 микросекунд, частота повторения составляла 10 Гц. По расчётам, использование системы рекуперации остаточной энергии позволит увеличить КПД до 45–50%.

В 2026 году планируется создание промышленного образца, который будет способен работать с длительными импульсами — продолжительностью до нескольких десятков секунд.