В первой половине 70-х годов в период проведения и завершения упомянутых выше работ, когда стало ясно, что в ловушке с пробками удается удерживать высокотемпературную плазму с предельной, определяемой величиной магнитного поля плотностью, наибольшую актуальность приобрел вопрос об энергетической и экономической эффективности термоядерных реакторов, базирующихся на ловушках с магнитными пробками. Результаты численных расчетов времени кулоновского удержания плазмы в ловушках с магнитными пробками оказались неутешительными. Они показали, что из-за малого времени продольного удержания плазмы приемлемый уровень экономической эффективности в предлагаемых реакторах открытого типа с пробочными магнитными ловушками не достигается. Энергичный поиск различных способов увеличения этого времени привел к концепции амбиполярного продольного удержания двойными (тандемными) пробками, сформулированной независимо в СССР и США. Первый вариант амбиполярной ловушки вскоре был дополнен предложением использовать в ней термобарьеры, что повысило расчетную энергетическую и, соответственно, экономическую эффективности реактора открытого типа.

Проведенный после публикации идеи амбиполярного удержания теоретический анализ показал, что наряду с положительными качествами амбиполярная система обладает рядом недостатков. Оказалось, что в амбиполярной ловушке могут возникать аномально высокие поперечные потери плазмы, обязанные различным модификациям неоклассической поперечной диффузии. В эти же годы была изучена геометрия магнитного поля открытых ловушек и показано, что неоклассические переносы можно устранить, если конфигурация магнитного поля будет удовлетворять условию ортогональности.

Амбиполярные ловушки открыли новую главу теоретических и экспериментальных исследований открытых систем, которая до настоящего времени еще далека до завершения. Первые экспериментальные исследования амбиполярных ловушек, начатые во второй половине 70-х годов, подтвердили возможность многократного увеличения времени продольного удержания плазмы амбиполярными пробками по сравнению с временем удержания обычными магнитными пробками.

В амбиполярных ловушках второго поколения была сделана попытка перейти к параметрам плазмы, приближающимся к реакторным. В одной из установок этого типа TMX - U , оснащенной термобарьерами, на которой было получено много интересных экспериментальных данных, наблюдались интенсивные поперечные потери плазмы, которые лишь частично удалось объяснить неоклассическим переносом. Эти потери не позволили поднять параметры плазмы до проектных. К большому сожалению, исследования на этой установке были прерваны до их завершения, и природа наблюдавшихся явлений осталась не выясненной.

На другой амбиполярной ловушке этого поколения ГАММА-10, также оснащенной термобарьерами, получены экспериментальные данные, демонстрирующие удержание плазмы амбиполярными пробками без повышенных потерь, что резко контрастирует с поведением плазмы в амбиполярной ловушке TMX - U . Ловушка ГАММА-10 имеет, как увидим далее, более симметризированную конфигурацию магнитного поля, что и является, по-видимому, причиной существенно отличающегося поведения плазмы в ней и амбиполярной ловушке TMX - U . Имеющиеся экспериментальные данные не позволяют сделать более определенное заключение. Исследования удержания плазмы в установке ГАММА-10 продолжаются.

Помимо разработки открытых ловушек с удержанием заряженных частиц плазмы, базирующемся на сохранении поперечного и продольного адиабатических инвариантов, в которых длина свободного пробега частиц до отклонения на большой угол в результате кулоновского рассеяния существенно превышает характерные размеры ловушек, велась проработка иных открытых систем, где удержание плазмы осуществлялось привлечением механизмов, не требовавших строгого выполнения условий сохранения адиабатических инвариантов во всей области удержания частиц.

Среди таких направлений исследований отметим изучение удержания плазмы в ловушках со встречными Магнитными полями, называемых также ловушками с остроугольной геометрией, каспами или антипробкотронами. Уже на ранней стадии развития исследований ловушек этого типа было показано, что время удержания плазмы в каспах недостаточно для реализации управляемого синтеза. Но, как оказалось, и существенная модификация продольного удержания с помощью электростатических барьеров не приводит к успеху из-за развития градиентных неустойчивостей, сопровождающихся аномально большим поперечным переносом.

В середине 80-х годов выдвинуто предложение использовать каспы с высокотемпературной электронной плазмой в качестве стабилизирующих элементов аксиально-симметричных амбиполярных ловушек. На установке ОГРА-4К экспериментально показано, что в каспах удается устойчиво удерживать плазму с плотностью быстрых электронов, достаточной для МГД стабилизации ионно-горячей плазмы в центральном соленоиде аксиально-симметричной амбиполярной ловушки. Однако модель аксиально-симметричной амбиполярной ловушки со встроенными стабилизирующими антипробкотронами как единая система до настоящего времени экспериментально не изучалась.

Интересную линию развития открытых систем представляют исследования гидродинамических ловушек (ГДЛ). В них удерживается плазма, в которой длина свободного пробега ионов сравнима с расстоянием между магнитными пробками. Необходимое достаточно большое время удержание плазмы в таких ловушках предлагается обеспечивать очень большим пробочным отношением (порядка нескольких десятков единиц), а МГД-устойчивость плазмы в ГДЛ обеспечивать за счет вытекающей все еще достаточно плотной плазмы через магнитные пробки вдоль линий поля, которые выпуклы в сторону оси (в такой ситуации удерживаемая и вытекающая плазма образуют систему со средним минимумом В). Первые проведенные эксперименты подтвердили основные положения концепции ГДЛ. Для выявления термоядерных перспектив этой системы необходимо изучить удержание плазмы на стендах, оснащенных средствами нагрева, достаточными для получения данных о скейлинге. Такая программа еще не реализована.