Способ удержания и нагрева плазмы

(61) Дополнительное к авт. свнд-ву

2 (51) М. Кл.

Н 05 Н 3./00 (22) Заявлено19.04 76 (2i) 2350030 25 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.78,Бюллетень ¹ 23 (45) Дага опубликования описания 22.05.78

Гасударственный иацитет

Соввтв Министров СССР оо делан изооретений и Отирытий (53) УДК 533.9 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. H. Йиденко, И. П. Усов и В. Л. Тузов (71) Заявитель

Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики (54) СПОСОБ УДЕРЫНИЯ И НЛГРЕВЛ ПЛЛЗМЫ

Изобретение относится к оЬтасти плазменной техники, в особенности к области удержания и нагрева плазмы в тороидальньгх магнитных ловушках, и может найти приме= пение в установках для осуществления управляемой термоядерной реакции.

Известен способ удержания и нагрева плазмы в замкнутой магнитной ловушке, при котором внутренее токовое кольцо формируют из инжектированной в тороидальное магнитное поле электронной плазмы с последующим ускорением электродов до релятивистских скоростей. В созданную таким образом магнитную ловушку вводят нейтральные топливные вещества, подлежащие нагреву $XJ.

Недостатком способа является необходимость использования дополнительных устройств для ускорения и фокусировки электронов внутреннего гокового кольца. Кроме того, максимальный ток электронного кольца и максимальная энергия электронов ограничены уровнем современной ускорительной техники при ускорении частиц в циклическом ускорителе, С созданием сильноточных наносекундных ускооителей прямого действия с током до мегаампер и мощностью электронного пуска до мегаджоулей появилнсь предложения использовать силь. ноточный пучок для формирования электроннь х токовых колец в установках для нагрева плазмы. Был предложен способ для удержания и нагрева плазмы путем инжекции сильноточного самофокусирующегося реля1О тивистского электронного пучка в тороидальное магнитное поле.

Известен способ удержания и нагрева плазмы путем инжекции электронного пучка-в тороидальную камеру с тороидальным

„полем (2J, Электроны сильноточного электр рончого пучка ижектируют в тороидальное поле; двигаясь в ведущем тороидальном поле вдоль силовых линий,они захватываются на замкнутую орбиту и образуют внуь, О реннее токовое электронное кольцо, собственное магнитное поле которого в совокрупностп с внешним тороидальным полем образуют магнитную ловушку для удержания и нагрева плазмы. Недостатком этого спо соба является наличие замкнутого тороидальСоставитель B. Рыжков

Редактор П. Горькова Техред M. Борисова Корректор Е. Папп

Заказ 3303/4 Тираж 992 По дписн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий. 113035 Москва, Ж-35 Ра шская наб., д. 4/5 илиал П П "Патент „г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного магнитного поля во время инжекции релятивистского электронного пучка в тор.

Тороидальное магнитное поле, выполняя роль ведущего поля для электронов пучка, одновременно препятствует прохождению электронов к малой оси тора, а возмущение тороидального поля вместо инжекции собственным полем пучка существенно снижает коэффициент захвата пучка и делает невозможным осуществление многооборотной ин- 30 жекци и.

Бель предлагаемого изобретения - увеличение тока в электронном кольце.

Поставленная цель достигается тем, что электронное кольцоо формируют методом >5 зеркального захвата до включения тороидального магнитного поля.

При инжекцин сильноточного самофокусирующегося пучка в тороидальную камеру с ме аллическими стенками и ферромагнитным сердечником электроны пучка, двигаясь в магнитных полях токов изображения, наведенных в стенках тора и ферромагнитном сердечнике., захватываются на замкнутую орбиту, образуя внутреннее электронное токовое кольцо. В тороидальной камере создается газообразная атмосфера топливных веществ, давление которой соответствует требованкчо газовой фокусировки пучка и составляет величину порядка 0,01-1 Тор, Злектроиы пучка ионизируют нейтральные атомы топливных веществ, образуя плазму с концентрацией, сравнимой с концентрацией электронов пучка 10 — 10 см, Посй ле формирования кольца включают внешнее тороидальное магнитное поле, которое вместе с собственным магнитным цолем электр онногo кольца образует замкнутую магнитную ловушку для плазмы. Нагрев плазмы происходит путем передачи энергии от релятивистских электронов кольца ионам плазмы. В случае необходимости в магнитную ловушку могут быть введены дополнительные нейтрал щые топливные веществ а, подлежащие нагреву.

Преимущесгвом предлагаемого способа является увеличение тока в электронном кольце, а значит и удельной энергии электронного .кольца за счет эффективного захвата и возможности осуществления многооборотной инжекции электронного пучка. При многооборотной инжекции -.îê в кольце увеличивается в vt раз, где И - отношение длины электронного пучка к длине окружности электронного кольца, Формула изобретения

Способ удержания и нагрева плазмы путем инжекции электронного пучка в тороидальную камеру с тороидальным полем, отличающийся тем,что,сцелью увеличения тока в электронном кольце, электронное кольцо формируют методом зеркального захвата до включения тороидального магнитного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Патент США No 3677890, кл. 176-3, 18.07.72.

2, Яд 1 KueSe З:Я.,ЬОСИЦЕ . ТЛ . Ггщ фйф ak м1еисв vePot vietic е0есЬгаи beans .и