Способ стабилизации плазмы в замкнутых ловушках с пространственной осью

 

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к замкнутым плазменным ловушкам с пространственной осью, и может быть использовано при создании реакторов типа дракон, "восьмерка Спитцера", винтовой тор и др. Целью изобретения является повышение эффективности стабилизации за счет увеличения глубины магнитной "ямы". Плазму в замкнутой ловушке подвергают воздействию неоднородного продольного магнитного поля пробочной конфигурации. В области неоднородности продольного поля плазму подвергают дополнительным воздействиям гексагональных и квадрупольных магнитных полей. Области воздействия полей разнесены вдоль оси ловушки в определенной последовательности. В результате взаимодействия с комбинацией мультипольных магнитных полей круглая магнитная поверхность претерпевает последовательно треугольную и эллиптическую деформации, окончательно трансформируясь в круг с центром, смещенным относительно магнитной оси ловушки, что формирует магнитную "яму". Указанная трансформация магнитных поверхностей возможна как на криволинейных, так и на прямолинейных участках плазменной ловушки. 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111 (51) 5 G 21 В 1/00

1, С. i ", 1(5 (»

Р

)" " . °:Р 35 )

Д

ГОСУДАРСТВЕНИЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4443080/24-25 (22) 21.06,88 (46) 07,05,90,Бюл, 11» 17 (72) В.М.Глаголев (53) 533.9 (088.8) (56) Соловьев Л. С, и Шафранов В.Д, Замкнутые магнитные конфигурации для удержания плазмы: Вопросы теории ш:азл»ы, т.V. Атомиздат, 1987, со 3.

Глаголев В,М. и др, Вакуумная магнитная яма в ловушке дракон. Физика плазмы, т, 10, вып,4, 1984, с,713, (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЛАЗМЫ В

ЗАМКНУТЫХ ЛОВУШКАХ С ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОСЪВ (57) Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к замкнутым плазменным ловушкам с пространственной осью, и может быть использовано при создании реакторов типа дракон, "восьмерка

Спитцера", винтовой тор и др, Целью изобретения является повьппение эфИзобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к замкнутым плазменным ловушкам с пространственной осью, и может быть использовано при создании реакторов, например, типа дракон

"восьмерка Спитцера", винтовой тор и др.

Цель изобретения — повьппение эффективности стабилизации за счет увеличения глубины магнитной "ямы" ° фективности стабилизации эа счет увеличения глубины магнитной "ямы", Плазму в замкнутой ловушке подвергают воздействию неоднородного продольного магнитного поля пробочной конфигурации, В области неоднородности продольного поля плазму подвергают дополнительным воздействиям гексагональных и квадрупольных магнитных полей, Области воздействия этих полей разнесены вдоль осН ловуш- . ки в определенной последовательности.

В результате взаимодействия с комбинацией мультипольных магнитных полей круглая магнитная поверхность претерпевает последовательно треугольную и эллиптическую деформации, окончательно трансформируясь в круг с центром, смещенным относительно магнитной оси ловушки, что формирует магнитную "яму, Указанная трансформация магнитных поверхностей возможна .как на криволинейных, так и на прямолинейных участках плазменной ловушки, 6 ил.

На фиг,! представлена схема магнитОО ной системы М-стабилизатора; на фиг,2 — 5 — распределение токов и силовых линий магнитных полей в

М-стабилизаторе; на фиг.б изображено: а — распределение индукции Во В® продольного магнитного поля от коор- Ь. динаты Б вдоль магнитной ocz» б — параметр E(S), характеризующий эллиптичность л»агнит»п х поверхностей в зависимости от координаты S вдоль магнитной оси; в — н»етр Q(S), 1562958 характеризующий треугольность магнитных поверхностей в зависимости от ко— ординаты S вдоль магнитной оси; r— нормальные сечения магнитных поверх5 ностей в различных участках М-стабилизатора; д — распределения магнитных силовых линий в M-стабилизаторе (пунктиром изображен ход силовых линий при однородном продольном маг нитном поле), Устройство, реализующее способ стабилизации плазмы в замкнутых ловушках с пространственной осью (М-стабилизатор ), содержит катушки 1 продольного однородного магнитного поля, катушки 2 усиленного магнитного поля в центре М-стабилизатора, обмотку 3 для создания азимутального магнитного поля третьей гармоники, обмотку 4 азимутального магнитного поля второй гармоники, kla фигурах также изображена камера 5, силовые линии 6 азимутального магнитного поля третьей гармоники, силовые линии 7 ази- 25 мутального магнитного поля второй гармоники и силовые линии 8 первой азимутальной гармоники, участок 9 перехода круглой магнитной поверхности н треугольную, участок 10 с пе- 30 риодически изменяющейся эллиптичностью магнитных поверхностей и участок 11 перехода треугольной магнитной поверхности в круглую со смещенной геометрической осью.

Осуществление способа стабилизации плазмы в замкнутых ловушках с пространственной осью поясняется на примере работы устройства, реализующего спо соб (М-стабилизатора) . 40

Работа М-стабилизатора заключается в создаваемой трансформации круглой на входе в стабилизатор магнитной поверхности в круглую на выходе, но со смещенным относительно магнитной оси ее геометрическим центром.

Мультипольный стабилизатор располагается между смежными криволинейными элементами магнитной ловушки. Ста«50 билизатор состоит из элементов создания продольного аксиально-симметрич--ного магнитного поля с максимумом в центре и периодических по длине азимутапьно-неоднородных полей 1-й

55 гармоники, квадрупольных и гексапольных. Поперечные составлякицие этих полей антисимметричны относительно центра М-стабилизатора, Mar4 нитные поля первой гармоники и квадрупольные поля распределены в центральной части стабилизатора, гексапольные — на внешних участках, Первоначально гексапольными полями осуществляется треугольная деформация магнитной поверхности (фиr.бr). Далее на участке с квадрупольными полями . магнитные поверхности приобретают дополнительную эллиптическую деформацию. Большую ось эллипса подбирают совпадающей с направлением максимальной треугольной деформации магнитной поверхности.

В связи с периодичностью квадрупольных полей эллиптическая деформация исчезает в конце этого участка, Далее треугольного вида поверхность вновь преобразуется в круглую. При однородном магнитном поле такая трансформация осуществляется без смещения геометрического центра магнитных поверхностей относительно магнитной о си (фиг, 6д) . В случае неоднородного продольного магнитного поля с максимумом в центре стабилизатора на участке с квадрупольным полем матжитные силовые линии, расположенные вблизи максимума треугольной деформации поверхности, отклоняются от магнитной оси сильнее, чем расположенные на противоположной части магнитной поверхности, Это приводит в конце участка с квадрупольными полями к смещению геометрического центра магнитных поверхностей относительно магнитной оси (фиг,бг) . Такое смещение сохраняется и после преобразования треугольной поверхности в круглую. При наличии поля первой гармоники аналогичным образом получается дополнительное смещение центра магнитных поверхностей относительно магнитной оси, К выходной части стабилизатора присоединяется тороидалью-й участок так, чтобы геометрический центр магнитной поверхности располагался ближе кцентру кривизны этого участка, чем магнитная ось. При этом возрастает область сильного поля на магнитной поверхности и в тороидальном участке создается магнитная яма, М-стабилизатор располагают в центре крэла магнитной ловушки дракон". При наличии поворота нормалей в примыкаккцих к стабилизатору тороидальных участках создается магнитная

15629 Р02. 1

Ф /Г 5

Vuz.2

"яма", что и обеспечивает гидромагнитную устойчивость, плазм в ловушке, 1

Способ осуществляется с использованием стабилизатора с прямолиней5 ной магнитной осью при отсутствии поля первой аэимутальной гармоники и применяется для создания магнитной

"ямы" при круглых магнитных поверхностях и в других замкнутых ловушках с пространственной магнитной осью.

Формула изобретения

Способ стабилизации плазмы в замк- 15 нутых ловушках с пространственной осью, включаниций воздействие на плазму неоднородного продольного магнитного поля пробочной конфигурации, 58

6 распределенного вдоль оси ловушки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности стабилизации эа счет увеличения глубины магнитной "яж ", плазму в области неоднородности продольного магнитного поля дополнительно подвергают воздействию гексагональных и квадрупольных магнитных полей, создаваемых периоди" ческими по азимуту и длине токами, протекающими в специальных обмотках, при этом вдоль оси магнитной ловушки последовательно размещают области воздействия гексагонального, квадрупольного, квадрупольного противоположного знака и гексагонапьного противоположного знака магнитных полей.

15á2958

Составитель Р,Иванов

Редактор Л, Зайцева Техред Jl, Сердюкова Корректор Т, Палий

Подписное

Тираж 349

Заказ 10б7

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101