Устройство для удержания плазмы

 

Изобретение относится к установкам термоударного синтеза. Изобретение позволяет повысить энерговыход термоядерной реакции путем зффективиого использования магнитного объема при одно.временном упрощении конструкции. Катушки 5 винтового соленоида выполнены некруглого сечения и расположены по оси так, чтобы каждая следующая катушка была повернута на некоторый угол, что позволяет получить поле различной конфигурации . Такое выполнение соленоида позволяет отказаться от использования дополнительных винтовых проводников, являющихся наиболее сложным элементом магнитных ловушек с пространственной осью. Токи, протекающие по катушкам, служат для создания шира, причем для того, чтобы шир был достаточно большим, необходимо, чтобы число вращения профилированных катушек превьш1ало число периодов винтового тороидального соленоида. 2 ил. « с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1322873 А 1 (51)4 G 21 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3919446/31-25 (22) 23.05.85 (46) 15.03.88. Бюл. Ф IO (71) Московский инженерно-физический институт (72) С. Ф. Перелыгин и В, Д. Пустовитов (53) 539.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1097105, кл, G 21 В 1/00, 1984.

Ивановский М. А. и др. Стелларатор TOP-2. Труды ФИАН СССР, т. 65, с. 65 - 72, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ПЛАЗMbl (57) Изобретение относится к установкам термоударного синтеза. Изобретение позволяет повысить энерговыход термоядерной реакции путем эффективного использования магнитного объема при одновременном упрощении конструкции. Катушки 5 винтового соленоида выполнены некруглого сечения и расположены по оси так, чтобы каждая следующая катушка была повернута на некоторый угол, что позволяет получить поле различной конфигурации. Такое выполнение соленоида позволяет отказаться от использования дополнительных винтовых проводников, являющихся наиболее сложньпч элементом магнитных ловушек с пространственной осью, Токи, протекающие по катушкам, служат для создания шира, причем для того, чтобы шир бып достаточно большим, необходимо, чтобы число вращения профилированных катушек превьппало число периодов винтового тороидального соленоида.

2 ил.

1322873

Изобретение относится к области физики высокотемпературной плазмы и может быть использовано при разработке установок управляемого термо5 ядерного синтеза.

Целью изобретения является повышение энерговыхода термоядерной реакции путем эффективного использова" ния магнитного объема при одновременном упрощении конструкции термоядерной установки.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - отдельная катушка магнитной системы.

Устройство для удержания плазмы содержит инжектор 1 нейтральных частиц, винтовой тороидальный соленоид

2, силовой каркас 3, блок вакуумной откачки 4.

Винтовой тороидальный соленоид 2 состоит иэ дискретных катушек 5 (на фиг. 2 показана эллиптическая форма катушек), которые располагаются на силовом каркасе 3 посредством банда- 25 жа, состоящего иэ двух палуколец: полукольцо 6 располагается на опорном каркасе, другое полукольцо 7 замыкает в бандаж катушку 5. Крепление полуколец бандажа осуществляется болтами с гайками 8 и 9. Перемычки

10 с помощью болтового соединения 11 обеспечивают электрический контакт катушек.

Сборка установки осуществляется следующим образом.

Каждый виток располагается на только для него предназначенном листе силового каркаса, потому что имеет индивидуальный" бандаж, который

40 обеспечивает необходимый поворот профильного сечения витка 5. Бандаж с катушкой образуют модуль, который располагается на опорном каркасе полукольцом 6, Собранные в заданной последовательности на опоре дискрет45 ные катушки образуют винтовой тороидальный соленоид.

Предлагаемая установка работает следующим образом.

После приготовления рабочей смеси 50 газов в вакуумной камере соленоид продольного поля подключается к источнику питания. Затем напряженность магнитного поля повышается до уровня, которое может обеспечить удержа- 55 ние высокотемпературной плазмы, 3аполнение ловушки происходит посредством инжектирования в нее иэ инжек" тора 1 предварительно разогнанного да высоких значений скоростей нейтральнога газа (дейтерия и трития), который легко преодолевает магнитную стенку, Высокоэнергетические атомы изотопов водорода в процессе столкновения с молекулами остаточного газа ианиэируются и полученные таким образом ионы, естественно, удерживаются магнитной ловушкой, т.е. полем винтового соленоида 2. При каждом акте столкновительной иониэации, образовавшийся ион сохраняет в основном энергию ускоренного нейтрального атома.

В связи с тем, что установка имеет конфигурацию магнитного поля, благоприятную для удержания термоядерной плазмы беэ пропускания токов в самой плазме и удерживающие поля, достаточные для применения бестоковых методов нагрева, она может обеспечить стабильное удержание плазмы высокого давления р = 0,2 — 0,3. Кроме того, возникающий шир существенно улучшает удерживающие свойства магнитной ловушки, поскольку с широи связан очень сильный, линейный по 9 эффект самостабилиэации плазмы, Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что дискретные профилированные катушки располагаются на пространственной оси так, чтобы каждая следующая катушка была повернута на некоторый угол относительно предыдущей. Такии образом, появляется возможность, изме" няя этот угол конструировать магнитные поля различных конфигураций.

Соленоиды, состоящие иэ таких катушек, позволяют отказаться от использования дополнительных винтовых проводников, являющихся наиболее слож" ным элементом магнитных ловушек с пространственной осью. Такое техническое решение конструкций плазмен" ной ловушки создает условия, позволяющие использовать принцип модульной системы термоядерной установки.

Другими словами, каждый дискретный виток основного соленоида установки в виде отдельного модуля может быть изъятым из магнитной системы для проведения каких-либо технологических мероприятий, значительно упроща" ется сборка всей установки в целом, 1322873 облегчается доступ к камере с плазмой и т.д.

10 фиИ

Составитель В, Чуянов

Техред М.Ходанич

Редактор А. Бер

Корректор А. Обручар

Заказ 1201 Тираж 395

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Токи, протекающие по дискретным

5 катушкам некруглого, а например, эллиптического, треугольного или более сложного сечения, имеющим угловой сдвиг, служат для создания шира, а вращательное преобразование угла создано пространственной осью магнитной системы. Для того, чтобы шир был достаточно большим, необходимо чтобы число вращения профилированных катушек превышало число периодов винтового тороидального соленоида. формулаизобретения

Устройство для удержания плазмы, содержащее вакуумную камеру, средства создания плазмы и магнитную систему, состоящую из катушек, образующих винтовой тороидальный соленоид, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения энерговыхода термоядерной реакции путем эффективного испопьзования магнитного объема при одновременном упрощении конструкции установки, катушки выполнены некруглого сечения с числом вращения сечения катушки, превышающим число периодов винтового тороидального соленоида.