Устройство для удержания высокотемпературной плазмы типа "дракон

 

Изобретение относится к области физики высокотемпературной плазмы, в частности| к проблеме создания управляемого термоядерного реактора. Целью изобретения является увеличение времени удержания высокотемпературной плазмы. В ловушке с помощью пар прямолинейных замыкающих и двух пар переходных участков, примыкающих S-образно с торцов к прямолинейным, создают магнитное поле замкнутой конфигурации с вращательным преобразованием в замыкающих участках и нарастающей от прямолинейных к замыкающим напряженностью в переходных участках . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 07. 05. 90. Бюл. y ) 7 (21) 4122352/31-25 (22) 22.09.86 (7!) Московский инженерно-физический институт (72) С .Л.Лазарев, С.Ф,Перелыгин и Б.А.Трубников (53) 533.9(088.8) (56) К.М. Young, The С-stellarator а review of contaiment. Piasma Phys., 1974, 16, Ф 2, р. 119.

Авторское свидетельство СССР

В 1062795, кл, G 21 В 1/00, 1981.

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ ТИПА "ДРАКОН"

„,su„„ A (51)5G 21 В 1/00 (57) Изобретение относится к области физики высокотемпературной плазмы, в частности к проблеме создания управляемого термоядерного реактора.

Целью изобретения является увеличение времени удержания высокотемпературной плазмы. В ловушке с помощью пар прямолинейных замыкающих и двух пар переходных участков, примыкающих

S-образно с торцов к прямолинейньм, создают магнйтное поле замкнутой конфигурации с вращательным преобразованием в замыкающих участках и нарастающей от прямолинейных к замыкающим напряженностью в переходных участках. 2 ил.

1 139

Изобретение тносится к области гсхники, связанной с проблемой создания управляемого термоядерного реактора.

Налью изобретения является увеличение зиерговьмода термоядерной реакции путем повышения энергетического времени удержания высокотемпературной плазмы.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема переходного участка.

Устройство состоит иэ двух прямолинейньм участков 1, двух замыкающих участков 2 и двух пар переходных участков 3, которые соединяют прямолинейные участки с замыкающими, образуя тем самым замкнутую магнитную, систему. Границы участков на фиг. 1

: выделены пунктирными овалами. Замыкающий участок 2 может быть образован например, двумя соленоидами в виде полуторов и прямой вставкой между ними. Плоскости полуторов poJDKHbl находиться друг к другу под углом, чтобы обеспечить в замыкающем участке вращательное преобразование. Пе реходный участок 3 имеет форму "углового" соленоида, выполненного, на- пример, в виде четверти тора, ось

1которого является плоской кривой.

Необходимо также выполнить ряд условий. Во-первых, оси переходных участков 3 и ось примыкающего к нему прямолинейного участка 1 должны лежать в одной плоскости. Во-вторых. нормали 4 к оси переходного участка в точке стыкования 5 осей прямолинейного и переходных участков должны быть противонаправлены на противоположньм концах прямолинейного участка с образованием В-образного профиля.

Для того, чтобы создать в перехоцном участке 3 нарастающую напряженность магнитного поля следует, например, сделать разные диаметры входного 6 и выходного 7 торцов углового соленоида 3. На фиг. 2 показано, что радиус выходного торца 7 переходного участка 3 на границе с прямолинейным участком 1 (фиг. 1) ловушки больше радиуса входного торца 6 на границе с эамыкалцим участком 2, или этот участок выполнен с нарастающей от прямолинейного к замыкающему плотностью токонесущих витков.

Предлагаемая магнитная ловушка для удержания плазмы работает следую1168 2

IS

55 щим образом. После приготовления рабочей смеси газов (дейтерия н трития) в вакуумной камере магнитная система подключается к источнику питания. Затем напряженность магнитного поля поднимается до уровня, обеспечивающего удержание высокотемпературной плазмы. Заполнение ловушки происходит посредством инжектирования в прямолинейный участок 1 (фиг. 1) предварительно разогнаного до высоких значений скорости нейтрального газа. Высокоэнергетичные атомы изотопов водорода в процессе столкновения с молекулами остаточного газа ионизируются. Для дополнительного подогрева плазмы используются высокочастотные методы. Далее происходит термоядерная реакция.

В качестве конкретного варианта плазменной ловушки выбрана установка, у которой радиус прямолинейного участка 1 равен 0 5 а длина 10 м, при этом предполагается, что радиус плазменного столба 0,2 м, радиус кривизны переходного участка 3 ранен 2 м. Для ловушки таких геометрических параметров и напряженности магнитного поля в прямолинейных участках — 3 Тл, энергетическое время удержания оказывается большим, а именно З =0,5 с.

В условиях термоядерных температур (Т - 10 кэВ) и предельно большого для данного криволинейного элемента давления (= 57) можно рассчитывать на высокое значение критерия Лоусона пс =10 м с. о

Формула изобретения

Устройство для удержания высокотемпературной плазмы типа "Дракон", представляющее собой замкнутую магнитную ловушку, содержащее соленоид, выполненный в виде двух вэаимноперпендикулярных прямоугольных участков, двух пар замыкающих и двух пар соеди няющих их переходных участков, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения времени удержачия высокотемпературной плазмы, каждый переходной участок выполнен в виде тороидального соленоида с нарастающей от прямолинейного к замыкающему участку плотностью токонесущих витков, а оси пар переходных участков, примыкающих к одним и тем же торцам прямолинейных участков, образуют

S-образные фигуры, Лежащие я одн б плоскости.

1393168

tPue. 2

Составитель Н.Грабчак

Редактор Н,Коляда Техред M.Õîäàâè÷ Корректор В.1нрняк

Заказ 542 Тираж 351 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

;1роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.