Решение задачи впуска частиц в магнитную ловушку.

Если в качестве ловушки взять цилиндрическую трубку, то расположенная на ней равномерная обмотка создает продольное магнитное поле, силовые линии которого будут направлены параллельно образующим цилиндра. Очевидно, что такое поле будет удерживать частицы от поперечных движений, так как частицы «сцеплены» с силовыми линиями. Но этот «сосуд» будет также неудачен ввиду того, что с торцов он совершенно открыт. Необходимо иметь заглушки, а для этого на концах трубы надо резко увеличить магнитное поле, сделав обмотку более густой (или пропустить там больший ток). Подобная конструкция представляет собой магнитное зеркало, и основная масса частиц горячей плазмы отражается в сильном магнитном поле обратно в центральную часть ловушки. Трудность заключается в том, чтобы впускать частицы в такую ловушку.

Магнитные стенки ловушки имеют внутренние и внешние стороны. Если мы хотим, чтобы заряженные частицы не уходили из ловушки, магнитное поле должно быть достаточно велико. Но тогда и с внешней стороны частицы не смогут попасть в ловушку, так как магнитное поле будет поворачивать их обратно. Можно сделать «отверстие» в магнитной стенке и через это отверстие впускать (инжектировать) быстрые ионы. Однако в этом случае, как показывают расчеты, через очень короткое время все ионы опять возвратятся на инжектор и уйдут из плазмы, находящейся в ловушке. Вместе с частицами «уйдет» и энергия.

Советские физики нашли правильное решение задачи впуска частиц в магнитную ловушку. В известной самой большой в мире магнитной ловушке «Огра» они впускают через инжектор тяжелые молекулярные ионы; в ловушке молекулярные ионы распадаются благодаря соударению с остатками газа на две частицы — атомный ион и нейтральный атом. Атомные ионы — новые заряженные частицы — имеют массу и энергию в два раза меньше, чем первоначальные частицы, и не возвращаются на инжектор, а постепенно накапливаются и создают горячую плазму.