УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОЙ РЕАКЦИИ ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА Российский патент 2004 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к области устройств для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы. Может быть использовано в энергетике для создания термоядерного реактора, который послужит основой термоядерной электростанции, работающей на дейтерий-тритиевом топливе. Также изобретение может быть использовано для создания термоядерного ракетного двигателя летательного аппарата, например космического корабля.

Известно устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с лазером [1, 2]. В лазере создается короткий импульс лазерного излучения, который затем усиливается в нескольких усилителях оптического лазерного излучения и затем фокусируется на мишень. Драйвер, устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы, содержит несколько лазеров, выполненных с возможностью сферически-симметрично фокусировать лазерное излучение на дейтерий-тритиевую мишень. Мощность драйвера с лазером на неодимовом стекле (стекле с ионами неодима) достигает 30 кДж. Размер фокального пятна 100 мкм. Длительность импульса от 0,1 до 1 нс, частота повторения 10 Гц, КПД лазера 0,2 процента, длина волны 1,06 мкм.

Лазерное изучение фокусируется сферически симметрично на поверхности дейтерий-тритиевой мишени. При этом в веществе мишени происходит ударное сжатие и нагрев.

Недостатком устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с лазером является невозможность усиливать оптическое лазерное излучение в усилителе оптического лазерного излучения до плотностей мощности потока энергии выше 10¹² Вт/см² из-за разрушения материала усилителя.

Следующим недостатком устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с лазером является невозможность фокусировать на мишень энергию с мощностью потока энергии выше 10 Вт/см. Следующим недостатком лазера является генерация горячих электронов вследствие взаимодействия электронов лазерного излучения с мишенью. Горячие электроны уносят энергию, необходимую для сжатия мишени.

Следующим недостатком лазера является неэффективность поглощения энергии в мишени.

Известно устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с импульсным диодным ускорителем электронов [3], содержащим источник электронов, высоковольтный генератор и ускоряющую систему электродов. Импульсный диодный ускоритель электронов ускоряет электроны до релятивистских скоростей и направляет их на фольгу, а затем на мишень.

Недостатком устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с импульсным диодным ускорителем электронов является неэффективное взаимодействие электронного пучка с мишенью из-за того, что при соударениях электронов с атомами возникает мощное тормозное рентгеновское излучение, которое сильно нагревает центральную часть мишени, что препятствует снятию мишени.

Следующим недостатком устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с импульсным диодным ускорителем электронов является большой пробег релятивистских электронов в веществе мишени.

Следующим недостатком устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с импульсным диодным ускорителем электронов является сложность фокусирования электронов на мишень из-за их расталкивания.

Известно устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с ускорителем тяжелых ионов [4, 5]. Ускоритель содержит источник ионов: высокочастотный линейный ускоритель, линейный компрессор и накопительное кольцо. Используется несколько ионных источников, вставленных один в другой попарно, как в воронки, поскольку каждый ионный источник и ускоритель на входе имеет низкое отношение скорости ускоряемых ионов к скорости света /Бета/ и его ток ограничен величиной примерно 25 мА. Такие вставленные друг в друга устройства образуют древовидную систему высокочастотных линейных ускорителей с общим током на выходе около 500 мА. После выхода из высокочастотных линейных ускорителей ионы поступают в одно или несколько накопительных колец, в которых они накапливаются за большее число оборотов, например около 100. Результирующий ток при этом можно увеличить до 50 А. После выхода из накопительного кольца пучок ионов поступает в линейный компрессор, в котором выполнены индукционные накопительные модули. Первые ионы пучка слегка тормозятся, последние слегка ускоряются за счет формы импульса напряжения. Происходит уплотнение пучка. После этого ионы свободно дрейфуют в магнитном поле, создаваемом квадрупольными магнитами. Затем ионы фокусируются системой фокусировки /ионными линзами/ с расстояния от 5 до 10 м в пятне апертурой несколько мм.

Недостатком устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с ускорителем тяжелых ионов является сложность конструкции и высокая стоимость. Драйвер с такими ускорителями стоит от ста миллионов до миллиарда долларов США [6].

Следующим недостатком является сложность транспортировки пучка в области накопительного кольца, требующая высокого вакуума с давлением порядка 10^-8 Па [7].

Следующим недостатком ускорителя с тяжелыми ионами является малый ток, который после выхода пучка ионов с одного накопительного кольца не превышает 50 А.

Следующим недостатком устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с ускорителем тяжелых ионов является малая частота повторения импульсов, которая составляет от 1 до 10 импульсов в день [8].

Известно устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с импульсным диодным ускорителем легких ионов [8]. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с импульсным диодным ускорителем легких ионов содержит систему питания, магнитную систему фокусировки ионов (ионную линзу), вакуумную камеру, скоростной газовый переключатель (коммутатор), систему ускоряющих электродов, высоковольтный генератор, конденсатор и систему подачи ускоряемого тела, выполненную в виде источника ионов.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с импульсным диодным ускорителем легких ионов работает следующим образом. Система питания запитывает высоковольтный генератор энергией, он повышает напряжение питания и подает высокое напряжение на конденсатор, конденсатор запитывается высоким напряжением (заряжается), когда в накопителе энергии запасается необходимое количество энергии, конденсатор через скоростной переключатель (коммутатор) соединяется с системой подачи ускоряемого рабочего тела (источником ионов) и с системой ускоряющих электродов. Источник ионов импульсом подает ионы в межэлектродный зазор и система электродов ускоряет ионы. Ионы распространяются вдоль магнитных силовых линий магнитной катушки, а затем системой фокусировки фокусируется на мишень. Импульсный диодный ускоритель ионов имеет следующие преимущества перед лазером для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза. Во-первых, цена энергии 7 долларов за 1 джоуль в несколько раз ниже, чем у лазера. Во-вторых, мощность импульса драйвера реализована 100 ТВт больше, чем драйвера с лазерами. В-третьих, энергия драйвера реализована 4 Дж больше, чем у драйвера с лазерами. Импульсный диодный ускоритель ионов имеет следующие преимущества перед ускорителем тяжелых ионов. Во-первых, импульсивный диодный ускоритель ионов, по крайней мере, в десять раз дешевле. Во-вторых, проще в изготовлении. В-третьих, ток в импульсном диодном ускорителе реализован 25 МА, намного больше, чем в ускорителе тяжелых ионов. Во всех трех были приведены параметры импульсного диодного ускорителя РВЕА-П, работающего импульсами длительностью 35 нс [8]. Драйвер с ускорителями тяжелых ионов содержит несколько десятков импульсных ускорителей ионов, расположенных в одной плоскости симметрично относительно точки расположения мишени, находящейся внутри вакуумированного объема радиусом до 10 м.

Мишень для этого устройства представляет собой шаровой слой из замороженной дейтерий-тритиевой смеси массой в несколько мг, окруженный тяжелой металлической оболочкой, которая может иметь сложную несферическую форму. Реакция синтеза развевается благодаря тому, что сжатая и разогретая дейтерий-тритиевая смесь в течение достаточного для реакции времени инерционно удерживается от разлета тяжелой наружной оболочкой.

Мишень имеет три слоя: внешний - из свинца, промежуточный - из свинцово-литиевой эвтектики, внутренний слой - из замороженной дейтерий-тритиевой смеси.

Мишень бомбардируется пучками ускоренных ионов. Суммарная энергия ионных пучков составляет от 3 до 10 М/Дж при длительности импульса от 20 до 30 нс, а суммарная мощность от 100 до 500 ТВт, что позволяет разогреть промежуточный слой до температуры 100 эВ. Благодаря быстрому разогреву промежуточного слоя развевается огромное давление порядка 10⁷ МПа, сжимающее по объему дейтерий-тритиевую смесь в количестве раз от 10³ до 10⁴ и разогревающее ее до температур свыше 2 кэВ. Процессы нагрева и сжатия мишени приводят к началу реакции термоядерного синтеза. В ходе реакции термоядерного синтеза происходит почти полное сгорание всей дейтерий-тритиевой смеси.

Недостатком устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с импульсным диодным ускорителем легких ионов является недостаточно большая энергия ускоряемых частиц, которая для существующих диодных ускорителей ограничена тем напряжением, которое развивается высоковольтным генератором.

Для высоковольтного электростатического генератора эта величина не превышает 30 MB. Для каскадного емкостного высоковольтного генератора достигнуто напряжения до 5 MB при мощности 200 кВт.

Следующим недостатком устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с импульсным диодным ускорителем легких ионов является малая частота повторения импульсов от одного до десяти импульсов в день [8].

Следующим недостатком устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с импульсным диодным ускорителем легких ионов является сложность фокусировки ускоренных легких ионов на мишень вследствие их кулоновского расталкивания [3].

Известно устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с ускорителем тяжелых ионов с банчированием пучка ионов, в котором за счет специального изменения (специальной модуляции) ускоряющего напряжения длительность пучка уменьшается в тысячи или даже в миллионы раз и составляет до 25 нс и, соответственно, во столько же раз возрастает и сила тока [9]. Такое специальное изменение (такая специальная модуляция) называется банчированием ионного пучка. После банчирования ускоренные в различное время ионы, ускорение которых осуществлялось длительный отрезок времени, приходят на мишень все вместе за малый отрезок времени порядка 20 нс. Необходимая мощность пучка ионов на выходе драйвера в ускорителе с банчированием пучка ионов достигается путем сокращения длительности с соответствующим увеличением тока. Основной причиной, из-за которой были разработаны различные схемы банчирования, является следующая. Дело в том, что источники ионов, создающие ионные пучки с большим током, обладают очень существенным недостатком, из-за которого такие пучки невозможно с большого расстояния сфокусировать на мишени. Это связано с большим эмиттансом сильноточных ионных пучков, создаваемых в сильноточных источниках ионов. Большой эмиттанс ионного пучка связан с большими тепловыми скоростями ионов на выходе из источника ионов. В свою очередь, большие тепловые скорости ионов на выходе из источника ионов имеют недопустимо большие поперечные составляющие скорости, которые приводят к большому эмиттансу и к невозможности сфокусировать сильноточные пучки с большого расстояния на мишени малого размера. Именно это является основной причиной, почему не удалось до сих пор осуществить управляемой реакции термоядерного синтеза с помощью сильноточных диодных ускорителей. И именно по этой причине начали создаваться схемы ускорителей с банчированием пучка ионов. Источник ионов в таких схемах создает пучок ионов с меньшим током, чем в сильноточных диодных ускорителях, но зато и с малым эмиттансом, благодаря чему такой пучок возможно сфокусировать на мишени малых размеров.

В схеме линейного индукционного ускорителя с банчированием пучка ионов за счет подбора формы ускоряющего напряжения в индукторах длительность пучка может быть сокращена в процессе ускорения с 50 мкс до 25 нс с соответствующим увеличением суммарного тока с 20 А до 40 кА.

В схемах драйвера с линейным резонансным ускорителем с банчированием пучка ионов требуются специальные накопительные и компрессионные кольца, так как предельный ток пучка в линейном резонансном ускорителе в принципе существенно меньше, чем в линейном индукционном ускорителе. Ток пучка на выходе линейного резонансного ускорителя может составлять 0,2 А при длительности 5 мс. Предполагается использование многократной и многооборотной инжекции в накопительное кольцо с последующим дополнительным сжатием сгустков в компрессионных кольцах за счет преобразования продольного фазового объема пучка с последующим дополнительным сжатием сгустков в компрессионных кольцах за счет преобразования продольного фазового объема пучка - сокращения длительности и увеличения энергетического разброса. В итоге длительность пучков, как и в схеме линейного индукционного ускорителя с банчированием ионного пучка, сокращается приблизительно до 25 нс, а суммарный ток всех пучков на мишень доходит до 40 кА.

Недостатком указанных схем ускорителей с банчированием пучка ионов с энергией в импульсе всех ускорителей драйвера порядка 1 МДж или более, необходимой для решения задачи управляемого термоядерного синтеза, является малая частота повторения импульсов, которая не превышает несколько импульсов в день.

Следующим недостатком указанных схем ускорителей с банчированием пучка ионов с энергией в импульсе всех ускорителей драйвера порядка 1 МДж или более, необходимой для решения задачи управляемого термоядерного синтеза, является малый уже достигнутый на сегодняшний день коэффициент банчирования в созданных сегодня ускорителях, который пока не позволяет во много раз увеличить ток ионов.

Известно устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени со схемой гибридного инерциально-магнитного удержания плазмы, известное под названием устройство со схемой взрывающегося лайнера [10, 11].

Устройство для осуществления термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени содержит лайнер, выполненный вокруг мишени в виде цилиндра из проводящего материала. Здесь основная идея состоит в том, чтобы разрядить очень большой ток через тонкий металлический цилиндр-лайнер или пучок проводников (с начальным радиусом около 0,2 м, начальной толщиной около 3 мм, расстоянием между торцами трубки 0,2 мм). Магнитные поля, образующиеся при протекании тока, вовлекают лайнер в процесс имплозии и схлопывают его на Д-Т плазму с температурой 0,5 кэВ и плотностью 10¹⁸ см^-3, которая или уже образована предварительно, или инжектирована внутрь лайнера. Во время имплозии лайнера (от 20 до 40 мкс) в результате адиабатического сжатия плазма нагревается до термоядерных температур. Во время имплозии и последовательно развивающегося горения топливо удерживается инерциально металлическим лайнером и торцевыми стенками. Образовавшееся магнитное поле служит изолятором по отношению к радиальной и осевой теплопроводности. В интервалах между взрывами необходимо заменять лайнер и примыкающую сеть электрообеспечения.

В одном термоядерном микровзрыве может выделяться 100 МДж энергии, что эквивалентно взрыву 20 кг взрывчатки.

Недостатком устройства со схемой взрывающегося лайнера является сложность разработки схемы со сменой топлива, где и лайнер, и прилегающая электропроводка должны быть быстро заменены после каждого выстрела.

Задачей, стоящей перед изобретением, является разработка схемы со сменой топлива, где и лайнер, и прилегающая электропроводка могут быть быстро заменены после каждого выстрела.

Указанная задача решается тем, что устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза, содержащее систему питания, по крайней мере, одну мишень с термоядерным топливом, систему инжекции мишени, систему хранения мишеней, при этом устройство содержит лайнер, выполненный вокруг мишени в виде цилиндра из проводящего материала, соединенный с двумя электродами, дополнительно содержит магнитную катушку, переключатель и, по крайней мере, один провод, при этом один конец провода соединен с переключателем, а другой конец провода соединен с выходом магнитной катушки, при этом переключатель содержит систему коммутаторов, при этом один коммутатор выполнен с возможностью соединять магнитную катушку с лайнером и отсоединять магнитную катушку от лайнера и, по крайней мере, один коммутатор выполнен с возможностью электрически соединять провод с лайнером и отсоединять провод от лайнера.

По крайней мере, одна магнитная катушка выполнена в виде индукционной катушки системы питания, при этом система питания выполнена с возможностью запитывать индукционную катушку током.

Система питания содержит, по крайней мере, одну пару индукционных катушек системы питания, имеющих одну общую ось и выполненных с возможностью запитываться токами различных направлений.

По крайней мере, одна магнитная катушка выполнена в виде сверхпроводящей магнитной катушки, причем сверхпроводящая магнитная катушка установлена в криостате.

Система инжекции мишени содержит либо автоматическую пушку, выполненную с возможностью стрелять снарядами, либо реактивную установку, выполненную с возможностью стрелять ракетами, при этом либо внутри снаряда, либо внутри ракеты выполнена, по крайней мере, одна мишень с лайнером, причем лайнер соединен с электродами, а система питания выполнена с возможностью электрически соединяться с электродами, соединенными с лайнером.

С магнитной катушкой электрически соединены два токоприемника магнитной катушки, причем с токоприемником соединен выход системы питания, при этом между токоприемниками выполнен разрядный промежуток, выполненный около токоприемников выхода магнитной катушки, причем магнитная катушка выполнена с возможностью пропускать электрический ток между стенками разрядного промежутка через разрядный промежуток, при этом система инжекции мишени выполнена с возможностью вводить внутрь разрядного промежутка либо снаряд, либо ракету таким образом, что образуется электрическая цепь, электрически соединяющая электроды лайнера с выходами системы питания.

Мишень выполнена в виде цилиндрической мишени, при этом торцы лайнера соединены с торцевыми электродами лайнера, выполненными в виде пластин, жестко соединенных с мишенью.

Либо снаряд содержит, по крайней мере, две разделяющихся части, либо ракета содержит, по крайней мере, две разделяющихся части, при этом мишень с лайнером выполнена, по крайней мере, в одной из частей, причем часть снаряда или ракеты с мишенью электрически соединена с другой отделяемой частью и все части ракеты или снаряда электрически соединены друг с другом.

Один выход магнитной катушки электрически соединен с одним токоприемником магнитной катушки и с одним выходом системы питания, а другой выход магнитной катушки соединен с другим токоприемником магнитной катушки и с другим выходом системы питания, при этом автоматическая пушка или реактивная установка соединена с одним из токоприемников магнитной катушки и установлена с одной стороны от разрядного промежутка, а с другой стороны от разрядного промежутка установлен другой токоприемник магнитной катушки системы питания, причем головная часть снаряда или ракеты электрически соединена с электродом лайнера, а токоприемник лайнера, электрически соединенный с лайнером, выполнен на хвостовой части снаряда или ракеты, при этом предусмотрена возможность электрического соединения токоприемника лайнера и головной части ракеты с токоприемниками магнитной катушки, причем головная часть снаряда или ракеты выполнена с возможностью удаляться от части снаряда или ракеты с лайнером и мишенью.

Ракета или снаряд содержат токоприемник лайнера, электрически соединенный с лайнером, причем токоприемник лайнера выполнен на хвостовой части снаряда или ракеты с возможностью электрически соединяться с выходом магнитной катушки с помощью проволоки, причем проволока намотана либо на снаряд, либо на ракету.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит систему питания и систему охлаждения, при этом система питания выполнена с возможностью вырабатывать энергию за счет преобразования термоядерной энергии устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза.

С электродами лайнера мишени электрически соединен коммутатор.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит стенку термоядерного реактора, систему охлаждения и систему питания, при этом система охлаждения содержит контур подачи охлажденного теплоносителя, причем внутри стенки термоядерного реактора проходит участок контура подачи нагретого теплоносителя системы питания, при этом стенка термоядерного реактора выполнена около системы инжекции мишени и соединена с системой питания, причем система питания содержит тепловую машину, выполненную с возможностью запитывать энергией магнитную катушку за счет разницы температур двух контуров с теплоносителями.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит, по крайней мере, одну установку прямого преобразования энергии.

Установка прямого преобразования энергии содержит, по крайней мере, один МГД генератор.

Магнитная катушка МГД генератора содержит пару токоприемников, выполненных с возможностью образовывать электрический контакт с электродами лайнера мишени.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит сверхпроводящую магнитную катушку.

С индукционной магнитной катушкой МГД генератора первого уровня электрически соединены два токоприемника индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня, при этом между токоприемниками выполнен разрядный промежуток, выполненный с возможностью осуществления с ним электрического контакта токоприемников выхода индукционной магнитной катушки, причем индукционная катушка выполнена с возможностью пропускать электрический ток между стенками разрядного промежутка через разрядный промежуток, при этом система инжекции мишени выполнена с возможностью вводить внутрь разрядного промежутка либо снаряд, либо ракету таким образом, что образуется электрическая цепь, электрически соединяющая электроды лайнера с выходами индукционной катушки и либо ракета, либо снаряд выполнены с возможностью вводить электроды лайнера мишени внутрь разрядного промежутка, причем выход системы питания электрически соединен с токоприемником индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит криостат с жидким гелием, при этом индукционная магнитная катушка системы питания содержит часть обмотки, выполненную из сверхпроводника, причем часть обмотки, выполненная из сверхпроводника, установлена в криостат с возможностью охлаждения жидким гелием.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит сверхпроводящий провод и провод из нормального проводника, при этом с проводами соединен переключатель, содержащий три коммутатора, причем со сверхпроводящим проводом и проводом из нормального проводника через переключатель соединена индукционная магнитная катушка системы питания, при этом переключатель выполнен с возможностью электрически соединяться либо с автоматической пушкой, либо с реактивной установкой, причем переключатель выполнен с возможностью электрически соединять и отсоединять от индукционной магнитной катушки системы питания либо сверхпроводящий провод, либо провод из нормального проводника, либо реактивную установку или автоматическую пушку.

В хвостовой части ракеты или снаряда намотана проволока, причем проволока выполнена из проводящего материала, при этом ракета или снаряд содержит отделяющуюся головную часть и, по крайней мере, одну отделяющуюся часть с устройством для осуществления управляемой термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени, содержащую топливную термоядерную мишень, при этом на отделяющейся части с устройством для осуществления управляемой термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени выполнен реактивный двигатель, причем отделяющаяся часть с устройством для осуществления управляемой термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени соединена с головной частью электрическим кабелем.

На головной части ракеты или снаряда выполнен коммутатор, выполненный с возможностью срабатывания при столкновении ракеты или снаряда с токоприемником, при этом коммутатор содержит передний электрод и задний электрод, причем между двумя электродами выполнен вакуумный промежуток, при этом по периметру вакуумный промежуток окружен изолятором.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза, по крайней мере, две ракеты или снаряда, причем ракета или снаряд содержат токоприемник, при этом наружу поверхности ракеты или снаряда выходит участок токоприемника, выполненный из проводящего материала, причем токоприемники соседних ракет или снарядов электрически соединены проволокой.

По крайней мере, один провод имеет сопротивление больше, чем у лайнера, а переключатель выполнен с возможностью соединять выход магнитной катушки с проводом и отсоединять выход магнитной катушки от провода.

По крайней мере, один провод имеет сопротивление меньше, чем у лайнера, а переключатель выполнен с возможностью соединять выход магнитной катушки с проводом и отсоединять выход магнитной катушки от провода.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит дополнительную электростанцию, содержащую ускоритель, содержащий систему пуска, по крайней мере, один источник заряженных частиц, по крайней мере, одну вакуумную камеру для ускорения заряженных частиц, по крайней мере, одну систему электродов, средства для вакуумной откачки, систему фокусировки, систему питания ускорителя, систему инжекции мишени и, по крайней мере, одну мишень, при этом с мишенью соединен по крайней мере, один элемент системы фокусировки, причем ускоритель выполнен с возможностью выводить мишень из системы инжекции мишени, при этом источник заряженных частиц выполнен либо в виде источника ионов, либо в виде источника электронов, либо в виде источника плазмы.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит дополнительную электростанцию, содержащую котел взрывного сгорания и устройство подачи внутрь котла взрывного сгорания либо термоядерных бомб малой мощности, либо зарядов боеприпасов с взрывчаткой, выполненной с возможностью взрываться при протекании в ней химических реакций.

По крайней мере, два устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза электрически соединены друг с другом и, по крайней мере, одно устройство выполнено с возможностью подавать электрический ток на другое устройство, при этом, по крайней мере, одно устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит установку прямого преобразования энергии, выполненное с возможностью подавать электрический ток на другое устройство.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит установку для производства взрывчатки.

Ракета или снаряд содержат два токоприемника, соединенные проводами с системой питания, выполненными с возможностью разматываться при движении ракеты или снаряда, при этом с токоприемниками электрически соединен лайнер, выполненный в виде цилиндра из проводящего материала, причем внутри цилиндра выполнена мишень.

Такое конструктивное исполнение позволяет осуществлять управляемую реакцию термоядерного синтеза без предварительного взрыва атомной бомбы и использовать энергию разлетающихся продуктов термоядерной реакции для производства электроэнергии. Также такое конструктивное исполнение позволяет быстро заменять топливо вместе с электропроводкой и является схемой со сменой топлива, где и лайнер, и прилегающая электропроводка могут быть быстро заменены после каждого выстрела. Также такое конструктивное исполнение обеспечивает возможность проведения управляемой термоядерной реакции без предварительного ядерного взрыва атомной бомбы.

Это становится возможным благодаря тому, что удается использовать энергию частиц продуктов термоядерных микровзрывов для выработки электроэнергии и направления этой электроэнергии для обеспечения проведения дальнейших микровзрывов мишеней.

Перед началом работы устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции центральная сверхпроводящая магнитная катушка запитывает магнитной энергией индукционные магнитные катушки МГД генератора первого уровня нижней установки прямого преобразования энергии и индукционные магнитные катушки системы питания.

После запитки индукционных катушек из скорострельных реактивных установок нижней системы инжекции мишени вниз под сверхпроводящую магнитную катушку внутрь разрядного промежутка направляются ракеты с помощью реактивных двигателей.

Вместо реактивных установок могут использоваться скорострельные автоматические пушки. Вместо пуска из реактивных установок ракет из скорострельных автоматических пушек могут выстреливаться снаряды. В этом случае описание работы термоядерного ракетного двигателя практически не меняется.

Ракета (или снаряд) имеет токоприемник ракеты (или снаряда), выполненный из проводящего материала. В хвостовой части ракеты (или снаряда), например, на тонкую трубку намотана проволока, выполненная из проводящего материала и электрически соединенная с токоприемником следующей ракеты (или снаряда). Ракета (или снаряд) содержит отделяющуюся головную часть и отделяющиеся части, содержащие мишени и лайнеры вокруг них. На всех отделяющихся частях ракеты или снаряда с топливными термоядерными мишенями выполнены дополнительные реактивные двигатели. Отделяющиеся части с топливными термоядерными мишенями выполнены в ракете последовательно и установлены в цепочку друг за другом.

Ракета (или снаряд) вылетает из скорострельной реактивной установки (или автоматической пушки), проволока разматывается. Отделяющиеся части ракеты (или снаряда) отходят друг от друга. Расстояние между ними увеличивается за счет работы дополнительных реактивных двигателей, соединенных с каждым лайнером каждой мишени.

Все отделяющиеся части соединены друг с другом и с головной частью ракеты (или снаряда) электрическим кабелем.

Головная часть ракеты (или снаряда) сталкивается с токоприемником индукционных катушек системы питания. В то же время токоприемник следующей ракеты (или снаряда) электрически соединен с другим токоприемником индукционных катушек системы питания, выполненным у другого конца индукционных катушек системы питания, например, с помощью жидкометаллического коммутатора. В результате цепь между одним концом индукционных катушек системы питания и их другим концом замыкается.

Концы индукционных катушек системы питания соединены с переключателем, со сверхпроводящим проводом и с проводом с большим сопротивлением, при этом провод с большим сопротивлением выполнен в виде провода из нормального проводника. Ток сначала течет через индукционные катушки системы питания, через сверхпроводящий провод для холостого хода и через переключатель. Переключатель может быть выполнен в виде трех синхронно работающих жидкометаллических коммутаторов. При этом один из них в начале работы электрически соединяется со сверхпроводящим проводом для холостого хода, а два других коммутатора автоматически отсоединяются. Перед пуском ракеты (или снаряда) переключатель соединяет концы индукционных магнитных катушек системы питания одним коммутатором с проводом с большим сопротивлением, а другим коммутатором - с реактивной ракетной установкой (или автоматической пушкой), электрически соединенной через жидкометаллический контакт с проволокой ракеты (или снаряда). Сразу же после этого третий коммутатор переключателя отсоединяет сверхпроводящий провод для холостого хода от конца индукционных магнитных катушек системы питания. Электрический ток индукционных магнитных катушек системы питания начинает течь по проводу с большим сопротивлением. Это событие включает реактивный двигатель ракеты (или вызывает выстрел автоматической пушки) и происходит пуск ракеты (или выстрел с пуском снаряда). Ракета (или снаряд) летит к другому токоприемнику индукционных магнитных катушек системы питания. Как только головная часть ракеты (или снаряда) коснется токоприемника, срабатывает коммутатор, замыкает электрическую цепь ракеты (или снаряда) и направляет ток на проволоку ракеты (или снаряда), на кабель ракеты (или снаряда) и на лайнеры мишеней. Лайнеры входят в состав устройств для осуществления управляемой термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени. Мишень зажата между двумя электродами лайнера, выполненными в виде твердых проводящих пластин, между которыми выполнен лайнер. Кабель, головная часть ракеты (или снаряда), лайнеры мишеней ракеты, кабель ракеты, проволока и электроды лайнеров образуют все вместе электрическую цепь ракеты.

После первого взрыва первой ракеты (или снаряда) с мишенями происходит следующее. Сверхпроводящий провод для холостого хода опять соединяется одним коммутатором переключателя с концами индукционных катушек системы питания. Два других коммутатора переключателя сразу же после этого отсоединяют от индукционных магнитных катушек системы питания провод с большим сопротивлением и реактивную ракетную установку (или скорострельную автоматическую пушку).

Ток всех индукционных катушек системы питания и индукционной катушки МГД генератора первого уровня установки прямого преобразования энергии течет через один разрядный промежуток, в котором между двумя токоприемниками разворачивается электрическая сеть ракеты или снаряда с топливными термоядерными мишенями.

По лайнеру течет электрический ток, и за счет силы Ампера, действующей на лайнер, цилиндрическая оболочка лайнера сжимается и схлопывается на мишени. При этом цилиндрическая оболочка лайнера сжимает мишень и разогревает мишень и в мишени происходят термоядерные реакции с выделением энергии. Происходит термоядерный микровзрыв мишени. Вещество мишени и лайнера разлетается в виде потоков плазмы.

Поток плазмы поступает сначала в МГД генератор первого уровня установки прямого преобразования энергии, а затем и на МГД генератор второго уровня установки прямого преобразования энергии. На электродах МГД генераторов возникает разность потенциалов. Под действием этой разности потенциалов между электродами МГД генераторов течет электрический ток, который запитывает индукционную магнитную катушку МГД генератора первого уровня. За счет этого в индукционной магнитной катушке МГД генератора первого уровня сила тока снова начинает возрастать и ее опять можно использовать для разряда накопленной энергии на новый лайнер новой мишени.

Поток продуктов термоядерной реакции переходит в тепло, нагревает стенки реакторной камеры и буферный газ реакторной камеры. Это тепло система питания частично переводит в электроэнергию.

По мере вырабатывания электроэнергии система питания запитывает этой электроэнергией индукционные катушки системы питания. Поскольку в разрядном промежутке находится плазма от термоядерного микровзрыва мишеней, а плазма является проводником, то возникает плазменная перемычка, по которой течет ток индукционной катушки МГД генератора первого уровня и индукционных катушек системы питания. После первого микровзрыва мишеней первой ракеты или первого снаряда внутрь реакторной камеры термоядерного реактора направляются следующие ракета или снаряд с мишенями и все повторяется.

За счет того, что значительная часть индукционных магнитных катушек системы питания находится в сверхпроводящем состоянии, удается значительно уменьшить потери энергии на их джоулев нагрев.

Промежуток времени между подачами ракет или снарядов с мишенями внутрь термоядерного реактора делается значительно меньше времени омической диссипации энергии в индукционной магнитной катушке МГД генератора первого уровня и в индукционных магнитных катушках системы питания. Поэтому в течение промежутка времени между подачами рядов мишеней дополнительная магнитная катушка работает как накопитель энергии.

После пуска устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции установка прямого преобразования энергии и система питания дополнительно запитывают энергией сверхпроводящую магнитную катушку и восстанавливают ее магнитную энергию до предстартовой величины.

Это позволяет, во-первых, взрывать мишени с термоядерным топливом путем разряда индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня и индукционных магнитных катушек системы питания на лайнер мишени. Во-вторых, это позволяет создать систему обратной связи между взрывами мишеней и запиткой индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня и индукционных магнитных катушек системы питания во время этих взрывов электрической энергией, вырабатываемой установкой прямого преобразования энергии и системой питания.

С точки зрения экономической целесообразности наиболее дешевая электроэнергия в пересчете на единицу вложенных материальных затрат будет достигаться в случае одновременного исполнения устройств с МГД генераторами и без МГД генераторов. При этом устройство с МГД генератором может одновременно обслуживать и устройство без МГД генератора. Причем сами устройства с МГД генераторами могут включаться либо одним устройством для осуществления управляемой термоядерной реакции с полным перечнем компонентов, указанным в данном описании изобретения, либо дополнительной электростанцией с установкой прямого преобразования энергии с МГД генератором. Дополнительная электростанция может быть термоядерной, созданной либо на базе системы ускорителей ионов, сфокусированных на мишени, например на базе третьего ускорителя Богданова, либо на базе котла взрывного сгорания, в котором происходят взрывы термоядерных бомб малой мощности. Также дополнительная электростанция с установкой прямого преобразования энергии с МГД генератором может быть создана на основе взрывов боеприпасов с обычной взрывчаткой весом от 20 кг с энергией взрыва от 100 МДж. При этом с дополнительной электростанцией с МГД генератором может соединяться цепочка устройств для осуществления управляемой термоядерной реакции. В лучшем, наиболее простом варианте, определяемом из соображений минимальных материальных затрат, дополнительная электростанция создана на основе взрывов боеприпасов с обычной взрывчаткой весом от 20 кг с энергией взрыва от 100 МДж. Дополнительная электростанция электрически соединена своим МГД генератором с цепочкой устройств для осуществлении управляемой реакции термоядерного синтеза с МГД генераторами. При этом одновременно соединяется сколько угодно устройств с МГД генератором, к последнему из которых в цепочке присоединяется устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции без МГД генератора. То есть создается N усилительных каскадов. При этом коэффициент усиления каждого усилительного каскада определяется термоядерным выигрышем отдельной мишени с лайнером и КПД работы стоящих в усилительном каскаде МГД генераторов.

При использовании дополнительной электростанции либо в котле взрывного сгорания, либо в реакторной камере осуществляют взрывы. Это либо взрывы обычной взрывчатки, либо взрывы термоядерных или ядерных бомб малой мощности, либо термоядерные микровзрывы, осуществляемые с помощью устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции, либо термоядерные микровзрывы, осуществляемые системой ускорителей ионов, сфокусированных на мишени. При взрыве в установке прямого преобразования энергии с МГД генератором дополнительной электростанции возникает мощный электрический ток, который взрывает лайнер с мишенью, направленный внутрь реакторной камеры ракетой или снарядом. Взрыв лайнера вызывает термоядерный микровзрыв мишени, разлетающиеся продукты микровзрыва поступают на установку прямого преобразования энергии с МГД генератором, МГД генератор вырабатывает мощный электрический ток, который направляется на новый лайнер с новой мишенью, и так далее.

В результате взрываются несколько лайнеров с мишенями в нескольких ракетах или снарядах, испущенными несколькими системами инжекции мишени. Создается цепочка термоядерных микровзрывов, в результате чего энергия, получаемая каждым отдельным микровзрывом, увеличивается во много раз. Котел взрывного сгорания с обычной взрывчаткой при весе взрывчатки от 20 кг позволяет получать энергию взрыва от 100 МДж, что при КПД МГД генератора 10 процентов позволяет вкладывать в мишень энергию порядка 10 МДж, что дает возможность получать наибольший термоядерный выигрыш, составляющий от 100 до 200. Поскольку КПД работы энергетических установок только с МГД генераторами достигает 10 процентов, то МГД генератор дополнительной электростанции может увеличивать энергию, вложенную в топливно-энергетическую мишень, в диапазоне от 10 до 20 раз. То есть с выхода МГД генератора электрическим током будет сниматься энергия от 100 до 200 МДж. Эта энергия конкретно сразу же может быть направлена на цепочку лайнеров с мишенями. Эти мишени будут взрываться и давать дополнительный термоядерный выигрыш. При этом в мишень также будет вкладываться энергия порядка 10 МДж, что также дает возможность получать наибольший термоядерный выигрыш, составляющий от 100 до 200. Именно из этих соображений возникает возможность соединять с дополнительной электростанцией цепочку устройств для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза.

Если в дополнительной электростанции осуществляются термоядерные микровзрывы системой ускорителей ионов, сфокусированных на мишени, например, с помощью третьего ускорителя Богданова, то это осуществляется следующим образом. Третий ускоритель Богданова содержит систему ускорителей ионов, окружающих мишень, соединенных с мишенью и сфокусированных на мишени системой фокусировки, также соединенных с мишенью. При этом система фокусировки третьего ускорителя Богданова представляет собой тонкий лайнер, выполненный в виде цилиндра из тонкой проводящей пленки, прозрачной для ионов. Ось цилиндра совпадает с осью ускорителей ионов. Ускорители ионов электрически проводами соединены с токоприемником. Токоприемник выполнен на оси мощного ускорителя электронов. Система мощных ускорителей электронов направляет пучки электронов на токоприемник, на токоприемнике возникает отрицательный заряд, токоприемник через провода, образующие передающую линию, передает напряжение на систему ускорителей ионов, сфокусированных на мишени. Провода электрически соединены с коммутатором и с дополнительным конденсатором. Коммутатор электрически соединен с проводами, идущими на лайнер системы фокусировки, выполненный в виде цилиндра из тонкой проводящей пленки. Система ускорителей электронов одновременно включает и систему ускорителей ионов, сфокусированных на мишени, и систему фокусировки, соединенную с мишенью. Ускорители ионов, выполненные в виде пинч-рефлексных диодов, направляют ускоренные ионы в сторону мишени. По тонким пленкам лайнеров системы фокусировки течет электрический ток. Электрический ток, текущий по лайнерам системы фокусировки, вызывает их сжатие к оси за счет пинч-эффекта. Ионы, ускоренные ускорителями ионов, летят к мишени. Пучок ионов расширяется. Ионы пересекают тонкую пленку лайнеров, попадают в область действия магнитного поля пинч-эффекта, и это магнитное поле пинч-эффекта стягивает разлетающиеся в сторону от оси ионы к оси силой Ампера. Таким образом, пучок ионов фокусируется точно строго на мишени. Это позволяет создавать и фокусировать точно строго на мишени пучки ионов с энергией от 10 до 128 МэВ с общей мощностью потоков ионов всех пучков от 1 до 10 МДж. Причем надо сказать, что энергия ионов в диапазоне выше 30 МэВ достигается с помощью специальных устройств, препятствующих возникновению вакуумного пробоя, описание которых есть в тексте заявки на изобретение третьего ускорителя Богданова. При этом вариант третьего ускорителя Богданова с общей мощностью потоков ионов всех пучков 10 МДж позволяет получать термоядерный выигрыш от 100 до 200.

Третий ускоритель Богданова позволяет вкладывать в мишень энергию порядка 10 МДж, что дает возможность получать наибольший термоядерный выигрыш, составляющий от 100 до 200.

Поскольку КПД МГД генераторов растет с ростом скоростей разлетающихся частиц, можно непосредственно перед самим взрывом дополнительно подогревать взрывчатку. Например, направлять на нее мощный поток энергии, вызывающий ее взрыв. Например, направлять на нее мощный лазерный луч, мощный поток электронов или мощный поток СВЧ-излучения. Также это позволит снизить массу и самой взрывчатки.

Взрывчатку можно изготовлять с помощью вырабатываемой термоядерной энергии. Например, вырабатываемая термоядерная энергия преобразуется в электрическую энергию, электрическая энергия с помощью электролиза разлагает воду на водород и кислород. Водород используется на изготовление взрывчатки. В момент взрыва взрывчатки снова водород сгорает, окисляется и образуется вода, которая затем снова разлагается методом электролиза. И так далее. Таким образом образуется замкнутый цикл производства взрывчатки для производства термоядерной энергии, в который энергия поступает извне только в виде топливных термоядерных мишеней. Для этого устройство может содержать установку для производства взрывчатки.

Не обнаружено источников информации, в которых описаны технические решения, решающие поставленную задачу аналогичными техническими средствами.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции вместе с реакторной камерой с буферным газом.

На фиг.2 изображена принципиальная схема участка нижней установки прямого преобразования энергии устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции, основной вид в разрезе.

На фиг.3 изображена принципиальная схема нижней установки прямого преобразования энергии устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции, вид сверху в разрезе горизонтальной плоскостью.

На фиг.4 изображена принципиальная схема ракеты или снаряда с топливными термоядерными мишенями в развернутом состоянии перед термоядерным микровзрывом.

На фиг.5 изображен разрез А-А.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза состоит из следующих элементов. Центральная сверхпроводящая магнитная катушка 1 горизонтального магнитного поля нижней части устройства (в дальнейшем в тесте ее будем иногда называть просто центральная сверхпроводящая магнитная катушка 1) электрически соединена с индукционными магнитными катушками 2, 3 вертикального магнитного поля нижнего МГД генератора первого уровня 4 установки прямого преобразования энергии 5 и с индукционными магнитными катушками 6, 7 системы питания 8. При этом центральная сверхпроводящая магнитная катушка 1 выполнена между МГД генератором первого уровня и индукционными магнитными катушками системы питания. Центральная сверхпроводящая магнитная катушка 1 выполнена с возможностью создавать снизу от себя в некотором объеме горизонтальное магнитное поле. Индукционные магнитные катушки 2, 3 вертикального магнитного поля МГД генератора первого уровня выполнены с возможностью создавать вертикальное магнитное поле в зазоре между своими витками.

Снизу сбоку, например, спереди от центральной сверхпроводящей магнитной катушки 1 выполнены скорострельные реактивные установки (или скорострельные автоматические пушки) 9, 10 нижней системы инжекции мишени 11. Внизу под центральной сверхпроводящей магнитной катушкой находится разрядный промежуток. Скорострельные реактивные установки (или скорострельные автоматические пушки) выполнены с возможностью стрелять ракетами (или снарядами) 12, 13. (Вместо реактивных установок устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза может содержать скорострельные автоматические пушки. Скорострельные автоматические пушки выполнены с возможностью стрелять снарядами. В этом случае описание работы устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза практически не меняется.)

Ракеты или снаряды предварительно хранятся в хранилище 14 ракет или снарядов.

Ракета (или снаряд) имеет токоприемник 15 ракеты (или снаряда), выполненный из проводящего материала. В хвостовой части ракеты (или снаряда), например, на тонкую трубку намотана проволока 16, выполненная из проводящего материала и электрически соединенная с токоприемником следующей ракеты (или снаряда).

Ракета (или снаряд) содержит отделяющуюся головную часть 17, тонкую трубку 18, выполненную, лучше всего, из высокоомного диэлектрика (изолятора), хвостовой реактивный двигатель 19 ракеты и отделяющиеся части, содержащие топливные термоядерные мишени 20, 21. Проволока намотана на тонкую трубку 18.

На всех отделяющихся частях с топливными термоядерными мишенями выполнены дополнительные внутренние реактивные двигатели 22, 23. Дополнительные внутренние реактивные двигатели 22, 23 выполнены попарно в виде пар, при этом дополнительные внутренние реактивные двигатели выполнены с возможностью вставляться один в другой как две втулки одного разъема. Отделяющиеся части с топливными термоядерными мишенями выполнены в ракете (или снаряде) последовательно и установлены в цепочку друг за другом.

Все отделяющиеся части соединены друг с другом и с головной частью ракеты (или снаряда) электрическим кабелем 24.

Отдельные участки кабеля предварительно намотаны на тонкие трубки 51, 52.

На пути траектории ракеты (или снаряда) на краю разрядного промежутка выполнен токоприемник 25 индукционных катушек системы питания. В то же время проводящая оболочка следующей ракеты (или снаряда) электрически соединена с другим токоприемником 26 индукционных катушек системы питания, выполненным у другого конца индукционных катушек системы питания с помощью жидкометаллического коммутатора 53. Электрическая цепь между одним концом индукционных катушек системы питания и их другим концом выполнена с возможностью замыкаться при создании проводящего канала между токоприемниками.

Концы электрических выходов индукционных катушек системы питания 27, 28 электрически соединены с токоприемниками индукционных катушек системы питания через переключатель 29, соединенный со сверхпроводящим проводом 30 для холостого хода и с проводом 31 с большим сопротивлением. При этом провод с большим сопротивлением выполнен в виде провода из нормального проводника. Переключатель может быть выполнен в виде трех синхронно работающих жидкометаллических коммутаторов. При этом переключатель выполнен с возможностью одним коммутатором попеременно соединять или отсоединять от индукционной магнитной катушки питания сверхпроводящий провод, а два других коммутатора выполнены с возможностью синхронно и в противофазе с первым соединять и отсоединять от нее балластное соединение и реактивную установку или автоматическую пушку.

С переключателем электрически соединен один конец сверхпроводящего провода и один конец провода с большим сопротивлением, а другой конец сверхпроводящего провода и другой конец провода с большим сопротивлением электрически соединены друг с другом и с другим выходом индукционных катушек системы питания через общий контакт 54, выполненным, например, из тугоплавкого металла с возможностью охлаждения.

Реактивная установка (или автоматическая пушка) электрически соединена через жидкометаллический контакт переключателя с проволокой 16 ракеты (или снаряда).

На головной части ракеты или снаряда выполнен коммутатор 32, выполненный с возможностью срабатывания при столкновении ракеты или снаряда с токоприемником, при этом коммутатор содержит передний электрод и задний электрод, причем между двумя электродами выполнен вакуумный промежуток, при этом по периметру вакуумный промежуток окружен изолятором. Внутри ракеты или снаряда выполнена электрическая цепь ракеты или снаряда. В электрическую цепь ракеты или снаряда входят проволока 16 ракеты или снаряда, кабель 24 ракеты или снаряда, лайнеры 33, 34 топливных термоядерных мишеней 20, 21. Лайнеры выполнены с возможностью осуществления управляемой термоядерной реакции с гибридной инерциально-магнитной схемой удержания плазмы в топливной термоядерной мишени. Лайнер выполнен в виде тонкого проводящего цилиндра, окружающего мишень. При этом проводящий цилиндр выполнен вокруг цилиндра 60 из высокоомного диэлектрика (изолятора), причем внутри цилиндра выполнен вакуум, в котором находится цилиндрическая мишень. Топливная термоядерная мишень, например 20, зажата между двумя электродами 35, 36 лайнера. Электроды лайнера выполнены в виде твердых проводящих пластин, между которыми выполнен лайнер. Кабель, головная часть ракеты (или снаряда), лайнеры мишеней ракеты, проволока и электроды лайнеров образуют все вместе с токоприемником последующей ракеты (или последующего снаряда) электрическую цепь ракеты (или снаряда). Токоприемник 15 ракеты или снаряда электрически изолирован изолятором 55 (высокоомным диэлектриком) от электрической цепи той ракеты (или снаряда), на котором токоприемник выполнен. Ракеты или снаряды выполнены с возможностью автоматически подаваться к реактивной установке или автоматической пушке и с возможностью создавать электрический контакт между двумя ближайшими ракетами (или снарядами) перед стартом.

Время срабатывания каждого жидкометаллического коммутатора переключателя может быть сделано порядка 1 мс, а время срабатывания всего переключателя может быть сделано порядка 10 мс.

Электрическое сопротивление провода с большим сопротивлением превышает сопротивление электрической цепи следующей ракеты с мишенями с включенным коммутатором, но меньше электрического сопротивления этой же цепи с выключенным коммутатором. Этого можно добиться путем предварительного подбора электрического сопротивления провода с большим сопротивлением. Например, достаточно подобрать сопротивление так, чтобы разница была более, чем в два раза. Хотя чем больше разница, тем лучше. Можно рекомендовать сделать провод с большим сопротивлением из металлического сплава с высоким омическим сопротивлением и с высокой температурой плавления.

Индукционные магнитные катушки могут быть выполнены из двух частей, при этом одна из частей может быть выполнена из сверхпроводящего провода, который находится внутри криостата с жидким гелием. Таким образом, один участок индукционной магнитной катушки в этом случае является сверхпроводящим участком. При этом длина провода, находящегося в нормальном состоянии, делается значительно меньше длины провода, находящегося в сверхпроводящем состоянии. Например, меньше в 10 раз. При этом есть выбор, каким делать наиболее длинный участок индукционной магнитной катушки системы питания: сверхпроводящим или нормальным.

Электрическая цепь ракеты электрически соединяется и замыкается с головной частью ракеты с помощью коммутатора 32. Коммутатор выполнен с возможностью срабатывания при столкновении ракеты или снаряда с токоприемником.

Коммутатор содержит передний электрод, выполненный из мягкого легкоплавкого металла, например из свинца, и второй - задний электрод. Между двумя электродами выполнен вакуумный промежуток, например, толщиной порядка 1 мм. По периметру вакуумный промежуток окружен тугоплавким изолятором, например фарфором или стеклом.

Кроме такого варианта исполнения коммутатора, возможен другой вариант. На кабеле установлен скоростной коммутатор со временем срабатывания порядка 20 нс. Скоростной коммутатор выполнен в виде кюветы с газом высокого давления. В кювете выполнены электроды в виде лезвий или острий на поверхности газоразрядного промежутка.

Первый вариант лучше.

Проволока, кабель и проводящая оболочка ракеты с внешней стороны поверхности покрыты изоляцией. При этом с внешней стороны поверхности электрически не изолирована только головная часть ракеты. Но это головная часть ракеты электрически изолирована от остальной части ракеты вакуумным промежутком и изолятором, проходящим вокруг вакуумного промежутка по его периметру.

У ракеты может быть отделяемое днище, которое после пуска ракеты остается присоединенным к последующей ракете. Днище может работать по принципу капсюля (пистона, взрывателя) в ружейном патроне. Днище электрически изолировано от последующей ракеты, но именно на днище находится электрический контакт, по которому осуществляется электрический контакт с токоприемником индукционных катушек системы питания. Однако в первом варианте такой вариант не используется. В первом варианте проволока выходит снизу сбоку со стороны хвостовой части предыдущей ракеты и подходит сбоку к хвостовой части последующей ракеты. То же самое и в случае снаряда.

Токоприемник 26 индукционных катушек системы питания и ракета (снаряд) выполнены с возможностью электрически соединяться жидкометаллическим коммутатором 53, выполненным с возможностью давать сигнал к пуску ракеты (выстрелу снаряда). В случае ракеты днище ракеты может быть выполнено с возможностью сначала оставаться внутри скорострельной реактивной установки при пуске одной конкретной ракеты, а затем вылетать вместе со следующей ракетой и взрываться вместе с ней.

МГД генератор второго уровня 37 нижней установки прямого преобразования энергии вырабатывает электроэнергию за счет отклонения в магнитном поле сверхпроводящей магнитной катушкой 1 (совмещенной с магнитной катушкой МГД генератора второго уровня) заряженных частиц продуктов термоядерных микровзрывов, прошедших через магнитную катушку МГД генератора первого уровня.

Электроды 38, 39 МГД генератора первого уровня выполнены на внутренней поверхности магнитных катушек МГД генератора первого уровня.

На внутренней поверхности центральной сверхпроводящей магнитной катушки 1 (сверхпроводящей магнитной катушки горизонтального магнитного поля, совмещенной с магнитной катушкой МГД генератора второго уровня) выполнены электроды 40, 41 МГД генератора второго уровня нижней установки прямого преобразования энергии. При этом между электродами МГД генератора первого уровня и между электродами МГД генератора второго уровня выполнены изоляторы.

При этом находящийся между электродами изолятор лежит на прямой, перпендикулярной оси центральной сверхпроводящей магнитной катушки 1 и проходящей через ось.

Можно сказать, что система инжекции мишени, установка прямого преобразования энергии и система питания образуют вместе энергетическую силовую термоядерную установку.

Индукционная магнитная катушка МГД генератора первого уровня установки прямого преобразования энергии и индукционные магнитные катушки системы питания выполнены с возможностью запитываться энергией от сверхпроводящей магнитной катушки, при этом МГД генераторы первого и второго уровней и система питания выполнены с возможностью также и запитывать энергией центральную сверхпроводящую магнитную катушку, и восстанавливать ее магнитную энергию до величины, которая была до их запитки.

Система питания может быть выполнена в нескольких вариантах. Однако лучшим вариантом системы питания является следующий вариант.

Индукционные магнитные катушки системы питания выполнены так, что все вместе они образуют многовитковую магнитную катушку, витки которой попарно запитаны токами противоположных направлений.

Для запитки индукционных магнитных катушек системы питания с ними может быть соединена система каскадных генераторов, соединенных с динамо-машиной. Система питания содержит тепловую машину, выполненную с возможностью крутить динамо-машину таким образом, чтобы динамо-машина вырабатывала переменный электрический ток. При этом каскадный генератор выполнен с возможностью преобразовывать переменный ток динамо-машины в постоянный электрический ток и запитывать индукционные катушки.

Система питания, в том числе и тепловая машина в ее составе, соединена с системой охлаждения термоядерного ракетного двигателя. При этом система охлаждения содержит контур подачи нагретого теплоносителя и контур подачи охлажденного теплоносителя.

Тепловая машина может быть выполнена в виде паровой машины с возможностью работать на паре. При этом может быть использована любая известная схема тепловой машины с контурами охлаждения ядерного реактора, применяемая в атомной энергетике. Разумеется, с тем отличием, что вместо ядерного реактора в нашем случае используется термоядерный реактор, в котором по очереди взрываются мишени с термоядерным топливом.

Сверхпроводящий провод 30 для холостого хода окружен магнитным экраном, выполненным с возможностью экранировать текущие по нему токи.

Между электродами МГД генератора второго уровня и центральной сверхпроводящей магнитной катушкой 1 выполнена верхняя стенка 42 реакторной камеры 43, внутри которой выполнен участок контура подачи нагретого теплоносителя.

На дне реакторной камеры выполнен проточный бассейн 44 с жидким теплоносителем, например с жидким литием.

Внутри устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции выполнены каналы охлаждения 45, 46 системы охлаждения, выполненные с возможностью охлаждать систему питания газообразным теплоносителем одного из контуров системы охлаждения.

Некоторые каналы охлаждения проходят между индукционными катушками системы питания.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит дополнительную центральную систему инжекции мишеней 47, содержащую два дополнительных токоприемника индукционных катушек системы питания, при этом дополнительная центральная система инжекции мишеней выполнена с возможностью выпускать вниз от себя внутрь реакторной камеры ракеты или снаряды с мишенями. Дополнительная центральная система инжекции мишеней выполнена на оси центральной сверхпроводящей магнитной катушки 1. Ракета или снаряд содержат два токоприемника, выполненных в хвостовой части ракеты или снаряда. При этом токоприемники соседних ракет или снарядов электрически соединены друг с другом проволокой, покрытой изоляцией, намотанной на ту ракету или снаряд, которые стартуют раньше.

С дополнительной центральной системой инжекции мишеней соединено дополнительное центральное хранилище мишеней 48.

Двигатель содержит систему поршней и рычагов, выполненных с возможностью автоматически перемещать ракеты или снаряды с мишенями к реактивным установкам или автоматическим пушкам. При этом система поршней и рычагов выполнена с возможностью перемещать вертикальные или горизонтальные ряды с ракетами или снарядами, а затем из ряда перемещать вниз или в сторону отдельные ракеты или снаряды. Система поршней и рычагов выполнена внутри хранилища для мишеней и вплотную примыкает к реактивным установкам или автоматическим пушкам. Система поршней и рычагов содержит рычаги 49, 50.

Сверхпроводящую магнитную катушку 1 можно еще назвать основной магнитной катушкой, индуктивным накопителем энергии или магнитной катушкой нижнего магнитного поля. Также ее можно назвать магнитной катушкой поперечного магнитного поля или магнитной катушкой горизонтального магнитного поля. Все эти названия по отношению к ней будут уместны.

Также индукционную магнитную катушку МГД генератора первого уровня можно назвать магнитной катушкой продольного магнитного поля или магнитной катушкой вертикального магнитного поля. Все эти названия по отношению к этой катушке тоже будут уместны.

Вопросы терминологии

Также все магнитные катушки можно называть просто магнитными катушками и ввести для их какого-то отличия друг от друга порядок их расположения, например, по вертикальным уровням. При этом можно применить следующую терминологию. Магнитная катушка первого уровня, магнитная катушка второго уровня и так далее. При этом получается следующее соответствие.

Индукционная магнитная катушка МГД генератора первого уровня - магнитная катушка первого уровня.

Магнитная катушка МГД генератора второго уровня - магнитная катушка второго уровня. Эта катушка совмещена по определению со сверхпроводящей магнитной катушкой.

Нижняя индукционная магнитная катушка системы питания - магнитная катушка третьего уровня.

Верхняя индукционная магнитная катушка системы питания - магнитная катушка четвертого уровня.

При этом все магнитные катушки всех уровней могут быть выполнены сверхпроводящими. Возможны варианты, когда сверхпроводящими выполнены только магнитные катушки с первого по третий уровень или со второго по третий уровень.

Реакторная камера заполнена буферным газом, например аргоном. С каналами охлаждения соединен насос 56, выполненный в виде турбины с лопастями с возможностью прокачивать между каналами охлаждения буферный газ. С реакторной камерой соединены каналы охлаждения 57, 58, расположенные снизу центральной сверхпроводящей катушки 1.

Реакторная камера делается со сменными стенками. Также со сменными стенками делаются и МГД генераторы установки прямого преобразования энергии, в которых предусмотрена возможность периодически заменять стенки с электродами. При смене стенок вся верхняя часть конструкции устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза выполнена с возможностью приподниматься над реакторной камерой устройством выдвижения телескопических ножек 59. Телескопические ножки выполнены с возможностью выдвигаться, например, с помощью домкрата с гидроусилителем.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза может содержать дополнительную электростанцию, содержащую ускоритель, содержащий систему пуска, по крайней мере, один источник заряженных частиц, по крайней мере, одну вакуумную камеру для ускорения заряженных частиц, по крайней мере, одну систему электродов, средства для вакуумной откачки, систему фокусировки, систему питания ускорителя, систему инжекции мишени и, по крайней мере, одну мишень, при этом с мишенью соединен, по крайней мере, один элемент системы фокусировки, причем ускоритель выполнен с возможностью выводить мишень из системы инжекции мишени, при этом источник заряженных частиц выполнен либо в виде источника ионов, либо в виде источника электронов, либо в виде источника плазмы.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза может быть выполнено в виде термоядерной электростанции. Экономически наиболее выгодно, если производство устройств для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы будет налажено вместе с производством термоядерного ракетного двигателя Богданова, поскольку в этом случае термоядерный ракетный двигатель Богданова изготавливается в двух модификациях для решения двух задач, а именно для полетов и для производства энергии на Земле. Заявка на изобретение термоядерного ракетного двигателя Богданова для полетов подана ранее отдельно. В тексте выше была представлена модификация и исполнение термоядерного ракетного двигателя не для полетов, а для производства электроэнергии в составе наземной термоядерной электростанции. В этом исполнении термоядерный ракетный двигатель Богданова просто устанавливается сверху реакторной камеры и соединяется с ее системой охлаждения. При этом в текстах двух заявок (Устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции и термоядерный ракетный двигатель Богданова) некоторые позиции обозначены по разному, хотя означают одни и те же элементы. Поэтому эти заявки следует рассматривать как самостоятельные разные изобретения, хотя они и объединены единым творческим замыслом.

При этом в конструкции термоядерного ракетного двигателя Богданова должны быть выполнены дополнительные коридоры 60, 61, 62 для загрузки ракет или снарядов с мишенями в нижнюю систему хранения мишеней и в центральную дополнительную систему хранения мишеней (эти коридоры изображены на фиг.5 в виде продолжений систем хранения мишеней.)

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза может одновременно содержать одно или несколько устройств с установками прямого преобразования энергии с МГД генераторами и одно устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза без МГД генераторов. Причем сами устройства с МГД генераторами могут быть выполнены либо в виде одного устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции с полным перечнем компонентов, указанным в данном описании изобретения, либо дополнительной электростанцией с установкой прямого преобразования энергии с МГД генератором. Дополнительная электростанция может быть термоядерной, созданной либо на базе третьего ускорителя Богданова, либо на базе котла взрывного сгорания, в котором происходят взрывы термоядерных бомб малой мощности. Также дополнительная электростанция с установкой прямого преобразования энергии с МГД генератором может быть создана в виде котла взрывного сгорания с системой подачи внутрь котла зарядов боеприпасов, выполненной с возможностью подавать внутрь котла взрывного сгорания зарядов боеприпасов с обычной взрывчаткой весом от 20 кг с энергией взрыва от 100 МДж. Взрывчатка выполнена с возможностью взрываться при протекании в ней химических реакций. При этом с дополнительной электростанцией с МГД генератором может соединяться цепочка устройств для осуществления управляемой термоядерной реакции. В лучшем, наиболее простом варианте, определяемом из соображений минимальных материальных затрат, дополнительная электростанция создана на основе взрывов боеприпасов с обычной взрывчаткой весом от 20 кг с энергией взрыва от 100 МДж. Дополнительная электростанция электрически соединена своим МГД генератором с цепочкой устройств для осуществлении управляемой реакции термоядерного синтеза с МГД генераторами. При этом одновременно соединяется сколько угодно устройств с МГД генератором, к последнему из которых в цепочке соединяется устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции без МГД генератора, то есть создается N усилительных каскадов. При этом коэффициент усиления каждого усилительного каскада определяется термоядерным выигрышем отдельной мишени с лайнером и КПД работы стоящих в усилительном каскаде МГД генераторов.

Единственное ограничение возникает из соображений длительности импульса, которое для лайнера ориентировочно составляет от 20 до 40 мкс, и связанной с этим длиной передающих линий, которые должны быть не длиннее произведения этого времени на две трети скорости света, то есть передающие линии должны быть не длиннее 4-8 км.

Третий ускоритель Богданова содержит систему ускорителей ионов, окружающих мишень, соединенных с мишенью и сфокусированных на мишени системой фокусировки, также соединенных с мишенью. При этом система фокусировки третьего ускорителя Богданова представляет собой тонкий лайнер, выполненный в виде цилиндра из тонкой, проводящей пленки, прозрачной для ионов. Ось цилиндра совпадает с осью ускорителей ионов. Ускорители ионов электрически проводами соединены с токоприемником. Токоприемник выполнен на оси мощного ускорителя электронов.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза работает следующим образом.

Перед началом работы устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза центральная сверхпроводящая магнитная катушка 1 запитывает магнитной энергией индукционные магнитные катушки 2, 3 вертикального магнитного поля МГД генератора первого уровня 4 установки прямого преобразования энергии 5 и индукционные магнитные катушки 6, 7 системы питания 8.

После запитки индукционных катушек из скорострельных реактивных установок 9, 10 нижней системы инжекции мишени 11 вниз под центральную сверхпроводящую магнитную катушку внутрь разрядного промежутка направляются ракеты 12, 13 с помощью реактивных двигателей. (Вместо реактивных установок могут использоваться скорострельные автоматические пушки. Вместо пуска из реактивных установок ракет из скорострельных автоматических пушек могут выстреливаться снаряды. В этом случае описание работы термоядерного ракетного двигателя практически не меняется.) Ракеты или снаряды предварительно хранятся в хранилище 14 ракет или снарядов.

Ракета (или снаряд) вылетает из скорострельной реактивной установки (или автоматической пушки), токоприемник 15 ракеты электрически соединен с системой питания, проволока 16 разматывается. Проволока 16 электрически соединена с токоприемником следующей ракеты (или снаряда).

Следует уточнить, что проволока 16 стартующей ракеты электрически соединена с токоприемником предстартовой ракеты, которая стартует сразу же после стартующей ракеты (или проволока выстреливаемого снаряда соединена с токоприемником следующего снаряда). После старта ракеты (или выстрела снаряда) отделяющаяся головная часть 17 отделяется от других отделяющихся частей, которые также отделяются друг от друга, при этом проволока разматывается с тонкой трубки 18. Ракета до разделения отделяющихся частей и некоторое время после их отделения друг от друга ускоряется хвостовым реактивным двигателем 19 ракеты.

При этом все отделяющиеся части ракеты или снаряда (кроме головной части) содержат мишени 20, 21.

После выхода ракеты из реактивной установки (или выхода снаряда из автоматической пушки) в строго определенное время включаются дополнительные внутренние реактивные двигатели 22, 23. Дополнительные внутренние реактивные двигатели 22, 23 попарно выходят один из другого как две втулки одного разъема.

Хвостовой реактивный двигатель ракеты и дополнительные внутренние реактивные двигатели работают таким образом, чтобы вращать ракету и ее отдельные разделенные части. Вращение согласовано с разматыванием сначала проволоки, а затем кабеля таким образом, что при вращении сначала ракеты как целого, а затем ее разделенных частей по отдельности сначала разматывается проволока, а затем разматываются и участки кабеля. Перед взрывами проволока и кабель размотаны полностью и вот-вот только начинают натягиваться.

Время включения дополнительных внутренних реактивных двигателей 22, 23 строго согласовано с тем моментом времени, когда будет происходить одновременная серия микровзрывов, таким образом, чтобы термоядерные микровзрывы происходили строго напротив места стыка различных конкретных электродов МГД генераторов.

Отделяющиеся части с устройствами для осуществления управляемой термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени выполнены в ракете последовательно и установлены в цепочку друг за другом.

Отделяющиеся части ракеты (или снаряда) отходят друг от друга. Расстояние между ними увеличивается за счет работы дополнительных реактивных двигателей, соединенных с каждым лайнером каждой мишени.

Все отделяющиеся части соединены друг с другом и с головной частью ракеты (или снаряда) электрическим кабелем 24. При разделении отделяющихся частей друг от друга отдельные участки кабеля разматываются с тонких трубок 51, 52.

Токоприемник 15 ракеты или снаряда электрически изолирован изолятором 55 (высокоомным диэлектриком) от электрической цепи той ракеты (или снаряда), на котором токоприемник выполнен. Ракеты или снаряды автоматически подаются к реактивной установке (или автоматической пушке) таким образом, чтобы создавался электрический контакт между двумя ближайшими ракетами (или снарядами) перед стартом ракеты (или перед выстрелом) снаряда.

Головная часть 17 ракеты (или снаряда) сталкивается с токоприемником 25 индукционных катушек системы питания. В то же время токоприемник следующей ракеты (или снаряда) электрически соединен с другим токоприемником 26 индукционных катушек системы питания, выполненным у другого конца индукционных катушек системы питания, например, с помощью жидкометаллического коммутатора. В результате цепь между одним концом индукционных катушек системы питания и их другим концом замыкается.

Концы электрических выходов индукционных катушек системы питания 27, 28 электрически соединены с токоприемниками индукционных катушек системы питания через переключатель 29, соединенный со сверхпроводящим проводом 30 для холостого хода и с проводом 31 с большим сопротивлением, при этом провод с большим сопротивлением выполнен в виде провода из нормального проводника. Ток сначала течет через индукционные катушки системы питания, проходит через их электрические выходы, через переключатель 29, через сверхпроводящий провод 30 для холостого хода. Переключатель может быть выполнен в виде трех синхронно работающих жидкометаллических коммутаторов. При этом один из них в начале работы электрически соединяется со сверхпроводящим проводом для холостого хода, а два других коммутатора автоматически отсоединяются. Перед пуском ракеты (или снаряда) переключатель соединяет концы индукционных магнитных катушек системы питания одним коммутатором с проводом 31 с большим сопротивлением, а другим коммутатором с реактивной ракетной установкой, электрически соединенной через жидкометаллический контакт 53 с проволокой 16 ракеты (или снаряда). Сразу же после этого третий коммутатор переключателя отсоединяет сверхпроводящий провод для холостого хода от конца индукционных магнитных катушек системы питания. Электрический ток индукционных магнитных катушек системы питания начинает течь по балластному сопротивлению. Это событие включает реактивный двигатель ракеты (или вызывает выстрел автоматической пушки) и происходит пуск ракеты (или выстрел с пуском снаряда). Ракета (или снаряд) летит к другому токоприемнику индукционных магнитных катушек системы питания. Как только головная часть ракеты (или снаряда) коснется токоприемника, срабатывает коммутатор 32, замыкает электрическую цепь ракеты (или снаряда) и направляет ток на проволоку 16 ракеты (или снаряда), на кабель 24 ракеты (или снаряда) и на лайнеры 33, 34 мишеней 20, 21.

Электрическая цепь ракеты или снаряда электрически соединяется с токоприемником 25 индукционных катушек системы питания и с другим токоприемником 26 индукционных катушек системы питания, выполненным у другого конца индукционных катушек системы питания. В результате электрическая цепь ракеты или снаряда замыкается через электрическую цепь индукционных магнитных катушек системы питания и индукционную магнитную катушку МГД генератора первого уровня. Ток течет через переключатель и через общий контакт 54, выполненный с другого конца сверхпроводящего провода и с другого конца провода с большим сопротивлением.

С другой стороны плоскости симметрии сверхпроводящей магнитной катушки симметрично выполнены точно такие же вторые концы индукционных катушек системы питания, второй переключатель, второй сверхпроводящий провод для холостого хода, второе балластное сопротивление и второй общий контакт. Эти вторые дополнительные элементы работают точно так же, как и симметричные им первые элементы. Вторые элементы работают попеременно с первыми.

Для того чтобы увеличить ток, протекающий через лайнеры, достаточно просто установить дополнительные индукционные магнитные катушки системы питания, дополнительные сверхпроводящие провода для холостого хода и дополнительные балластные сопротивления. Также можно установить дополнительные переключатели, которые будут объединять токи, текущие по разным индукционным магнитным катушкам системы питания, и направлять объединенные токи на один переключатель.

Лайнеры осуществляют управляемую термоядерную реакцию в топливной термоядерной мишени. Мишень, например 20, зажата между двумя электродами 35, 36 лайнера, выполненными в виде твердых проводящих пластин, между которыми выполнен лайнер. Кабель, головная часть ракеты (или снаряда), лайнеры мишеней ракеты, проводящая оболочка ракеты и проволока и электроды лайнеров образуют все вместе электрическую цепь ракеты.

После первого взрыва первой ракеты (или снаряда) с мишенями происходит следующее. Сверхпроводящий провод 30 для холостого хода опять соединяется одним коммутатором переключателя с концами индукционных катушек системы питания. Два других коммутатора переключателя сразу же после этого отсоединяют от индукционных магнитных катушек системы питания балластное сопротивление и реактивную ракетную установку (или скорострельную автоматическую пушку).

Термоядерный ракетный двигатель готов к пуску следующей ракеты (или снаряда) и к следующей цепочке термоядерных микровзрывов новой ракеты (или снаряда).

Время срабатывания каждого жидкометаллического коммутатора-переключателя может быть сделано порядка 1 мс, поскольку 1 мс является характерным временем срабатывания жидкометаллических коммутаторов. Значит, время срабатывания всего переключателя может быть сделано порядка 10 мс.

Электрическое сопротивление балластного сопротивления превышает сопротивление электрической цепи следующей ракеты с мишенями с включенным коммутатором, но меньше электрического сопротивления этой же цепи с выключенным коммутатором. Этого можно добиться путем предварительного подбора электрического сопротивления балластного сопротивления. Например, достаточно подобрать сопротивление так, чтобы разница была более чем в два раза, хотя чем больше разница, тем лучше. Можно рекомендовать сделать балластное сопротивление из металлического сплава с высоким омическим сопротивлением и с высокой температурой плавления. Например, балластное сопротивление можно сделать в виде провода из нихрома, обладающего удельным сопротивлением от до при 20 градусах Цельсия [12] с максимальной рабочей температурой 1000 градусов Цельсия, а проволоку, кабель и лайнеры электрической цепи ракеты можно делать из меди с удельным сопротивлением [13]. При этом балластное сопротивление желательно делать таким, чтобы его электрическое сопротивление было меньше сопротивления слоя плазмы и изоляции между токоприемниками под сверхпроводящей магнитной катушкой. Это нужно для того, чтобы слой плазмы не шунтировал балластное сопротивление. В этом случае сначала балластное сопротивление шунтирует электрическую цепь ракеты с выключенным коммутатором, а потом электрическая цепь ракеты с включенным коммутатором шунтирует балластное сопротивление. На проводе с большим сопротивлением во время протекания через него тока выделяется дополнительная энергия. Поэтому балластное сопротивление усиленно охлаждается системой охлаждения.

Промежуток времени между подачами ракет (или снарядов) с мишенями внутрь термоядерного реактора делается значительно меньше времени омической диссипации энергии в дополнительной магнитной катушке, поэтому в течение промежутка времени между подачами ракет или снарядов с мишенями индукционная магнитная катушка МГД генератора первого уровня и индукционные магнитные катушки системы питания работают как накопитель энергии.

Определим примерные потери энергии на джоулев нагрев при суммарном токе в индукционных магнитных катушках системы питания порядка 1 МА и при допустимой плотности тока. Известно, что допустимый ток для медного проводника сечением 25 мм² при продолжительной работе равен 100 А [12]. Другими словами, можно сказать, что допустимая плотность тока в этом случае равна . При этом до этого значения с ростом сечения допустимая плотность тока растет быстрее линейной зависимости. Поэтому можно утверждать, что с пропорциональным увеличением площади сечения в 10 000 раз допустимый ток также будет, по крайней мере, больше в 10 000 раз. То есть ток, больший в 10 000 раз, сможет течь по проводам с суммарным сечением, большим в 10 000 раз, то есть с сечением 250 000 мм², что составляет 0,25 м².

Мощность выделения тепла за счет джоулева нагрева равна:

W=I²R, (1)

где I - ток, текущий по балластному сопротивлению,

R - омическое сопротивление балластного сопротивления.

Если мы примем, что длина провода индукционной магнитной катушки равна 100 м, суммарная площадь сечения проводов всех индукционных магнитных катушек равна 0,25 м² и провода выполнены из меди с удельным сопротивлением , то мы получим, что мощность выделения тепла одновременно во всех индукционных магнитных катушках равна 7 МВт. Эта мощность должна уноситься системой охлаждения, что вполне реально.

В другом источнике информации [14] сообщается, что номинальное значение плотности тока в бытовой электропроводке составляет порядка , а при токе порядка предохранители выходят из строя.

Индукционные магнитные катушки могут быть выполнены из двух частей, при этом одна из частей может быть выполнена из сверхпроводящего провода, который находится внутри криостата с жидким гелием. Таким образом, один участок индукционной магнитной катушки в этом случае является сверхпроводящим участком и при протекании тока по этому участку потерь энергии не происходит. В этом случае все потери энергии на джоулев нагрев происходят только вне криостата, например снизу от криостата.

При этом длина провода, находящегося в нормальном состоянии, делается значительно меньше длины провода, находящегося в сверхпроводящем состоянии, например, меньше в 10 раз. В этом случае потери на нагрев по сравнению с вышеуказанным случаем также уменьшатся в 10 раз и составят 700 кВт. Если длина нормального участка уменьшится в 100 раз, то потери уменьшатся в 100 раз и составят 70 кВт. Эта величина может стать меньше мощности одного каскадного генератора, который можно применить для запитки индукционной магнитной катушки, которая бывает 200 кВт.

Также известно, что допустимая конструктивная плотность тока в сверхпроводящих магнитных катушках может быть сделана значительно выше указанной выше предельного допустимого значения плотности тока для меди как нормального проводника . В малых обычных катушках с энергией 0,1 кДж плотность тока (1-5)· 10⁸ А/м² при токе менее 500 А [15], в больших с энергией 10 МДж плотность тока (1-5)· 10⁷/м² при токе более 1000 А.

Таким образом, у нас есть выбор, каким делать наиболее длинный участок индукционной магнитной катушки системы питания: сверхпроводящим или нормальным.

Лучшим решением, на взгляд автора, является следующий вариант.

Система питания содержит нижние индукционные магнитные катушки системы питания и верхние индукционные магнитные катушки системы питания. Индукционные магнитные катушки системы питания содержат длинные сверхпроводящие участки обмотки. Сначала все индукционные магнитные катушки системы питания, то есть и нижние, и верхние установлены в криостате с жидким гелием и залиты жидким гелием. Затем в ходе работы термоядерного ракетного двигателя в местах контактов сверхпроводящих участков обмотки с нормальными проводниками выделяется тепло и испаряется жидкий гелий. Жидкий гелий в процессе испарения дополнительно охлаждает индукционные магнитные катушки системы питания.

По мере испарения жидкого гелия из криостата индукционные магнитные катушки системы питания одна за другой начнут оказываться над уровнем поверхности жидкого гелия в криостате.

У тех индукционных магнитных катушек системы питания, сверхпроводящий участок обмотки которых расположен снизу от уровня жидкого гелия в криостате, сверхпроводящий участок обмотки еще охлаждается жидким гелием и находится пока в сверхпроводящем состоянии. Назовем эти катушки нижними индукционными магнитными катушками системы питания.

У других индукционных магнитных катушек системы питания большая часть поверхности находится над уровнем жидкого гелия в криостате с жидким гелием и они постепенно выходят из сверхпроводящего состояния. Назовем эти катушки верхними индукционными магнитными катушками системы питания.

Во время старта летательного аппарата с термоядерным ракетным двигателем Богданова верхние индукционные магнитные катушки охлаждаются преимущественно протекающим через каналы охлаждения газом атмосферы.

Нижние индукционные магнитные катушки охлаждаются за счет нагрева жидкого гелия и испарения его из криостата.

Таким образом, при старте и при начальном разгоне работают все индукционные магнитные катушки питания в сверхпроводящем состоянии. Когда жидкий гелий испарится из криостата индукционных катушек системы питания, начинает испаряться жидкий азот, окружающий сосуд Дюара криостата с жидким гелием. При этом сверхпроводящие участки верхних индукционных магнитных катушек переходят в нормальное состояние. После испарения жидкого азота верхние индукционные магнитные катушки начинают охлаждаться натекающим газом атмосферы.

В открытом космосе верхние индукционные магнитные катушки раздвигаются.

При этом возможно два варианта работы нижних индукционных магнитных катушек. Наилучшим вариантом является, разумеется, такой вариант, при котором они остаются в сверхпроводящем состоянии. Однако при длительных космических полетах это может оказаться нереальным из-за сложности охлаждения мест стыка сверхпроводящей и нормальной частей этих катушек. Для их охлаждения нужен очень большой вес холодильника излучателя. Остается второй вариант.

В этом наиболее реальном варианте нижние индукционные магнитные катушки остаются в криостате, из которого постепенно испаряется весь жидкий гелий, переходят в нормальное состояние и начинают охлаждаться дополнительным хладагентом, например жидким металлом, например жидким литием. При этом ток по нижним индукционным магнитным катушкам течет намного больший, чем по верхним индукционным магнитным катушкам системы питания. Извлекать из бандажа криостата те участки витков индукционных катушек, которые были бывшими сверхпроводящими, пока по их нормальным проводникам обмоток течет большой электрический ток, весьма проблематично по той простой причине, что самые лучшие сверхпроводники, как правило, хрупкие. Например, Nb₂Sn является хрупким и может быть поврежден при этом процессе извлечения. К тому же нижние индукционные магнитные катушки следует держать внутри бандажа криостата еще и по той причине, что при большом токе они растягиваются в стороны и могут сами себя разорвать силами растяжения.

Такая двойная система индукционных магнитных катушек системы питания, частично охлаждаемых жидким гелием и жидким азотом, рассчитана на то, чтобы работать с максимальной мощностью при старте и первоначальном разгоне (пока идет испарение хладагентов), а на других стадиях полета работать с меньшей мощностью.

Это оправдано, поскольку система ожижения жидкого гелия может весить значительно больше и криостата, и бандажа, и самой катушки вместе взятых.

Электрическая цепь ракеты электрически соединяется и замыкается с головной частью ракеты с помощью коммутатора 32. Коммутатор выполнен с возможностью срабатывания при столкновении ракеты или снаряда с токоприемником.

Возможно два способа срабатывания коммутатора 32.

Первый способ

Коммутатор содержит передний электрод, выполненный из мягкого легкоплавкого металла, например из свинца, и второй, задний электрод. Между двумя электродами выполнен вакуумный промежуток, например, толщиной порядка 1 мм. По периметру вакуумный промежуток окружен тугоплавким изолятором, например фарфором или стеклом.

Ракета врезается в стенку. Передний электрод сминается и сжимает вакуумный промежуток до нулевой толщины. При этом передний электрод электрически соприкасается с задним электродом. Происходит их электрический контакт. Коммутатор срабатывает.

Если скорость ракеты порядка 100 м/с, то время сжатия электродами вакуумного промежутка шириной 1 мм, то есть время, за которое электроды сминают вакуумный промежуток, порядка 10 мкс.

При этом фронт нарастания тока после соединения коммутатора можно сделать шириной не более 20 нс за счет того, что стенки вакуумного промежутка могут быть сделаны плоскими и гладкими с высокой степенью точности. Например, если параллельность и шероховатость поверхности выдерживается с отклонениями, не превышающими 50 мкм, то это как раз и даст 20 нс.

После того как коммутатор сработает, сопротивление электрической цепи ракеты станет ниже балластного сопротивления и электрический ток индукционных магнитных катушек системы питания пойдет именно по электрической цепи ракеты, а не по балластному сопротивлению.

Второй способ

На кабеле установлен скоростной коммутатор со временем срабатывания порядка 20 нс. Скоростной коммутатор выполнен в виде кюветы с газом высокого давления. В кювете выполнены электроды в виде лезвий или острий на поверхности газоразрядного промежутка.

Первый способ лучше.

Проволока, кабель и проводящая оболочка ракеты с внешней стороны поверхности покрыты изоляцией.

Это нужно для того, чтобы после того, как под сверхпроводящей магнитной катушкой образуется плазма за счет предыдущих термоядерных микровзрывов, эта плазма не закоротила (не замкнула) прежде времени электрическую цепь ракеты.

При этом с внешней стороны поверхности электрически не изолирована только головная часть ракеты. Но это головная часть ракеты электрически изолирована от остальной части ракеты вакуумным промежутком и изолятором, проходящим вокруг вакуумного промежутка по его периметру.

У ракеты может быть отделяемое днище, которое после пуска ракеты остается присоединенным к последующей ракете. Днище может работать по принципу капсюля (пистона, взрывателя) в ружейном патроне. Днище электрически изолировано от последующей ракеты, но именно на днище находится электрический контакт, по которому осуществляется электрический контакт с токоприемником индукционных катушек системы питания.

Электрический контакт осуществляется жидкометаллическим коммутатором 53, и именно этот контакт дает сигнал к пуску ракеты. Днище ракеты сначала остается внутри скорострельной реактивной установки при пуске одной конкретной ракеты, а затем вылетает вместе со следующей ракетой и взрывается вместе с ней.

По лайнеру течет электрический ток, и за счет силы Ампера, действующей на лайнер, проводящая цилиндрическая оболочка лайнера вместе с цилиндром 60 из изолятора (высокоомного диэлектрика) сжимается и схлопывается на мишени. При этом цилиндрическая оболочка лайнера сжимает мишень и разогревает мишень и в мишени происходят термоядерные реакции с выделением энергии. Происходит термоядерный микровзрыв мишени. Вещество мишени и лайнера разлетается в виде потоков плазмы. При этом практически одновременно сжимаются цилиндрические оболочки лайнеров всех мишеней первой обоймы мишеней и происходят термоядерные микровзрывы всех мишеней первой обоймы мишеней.

Поток плазмы поступает сначала в МГД генератор первого уровня 4 нижней установки прямого преобразования энергии 5.

Центральная сверхпроводящая магнитная катушка 1 (магнитная катушка горизонтального магнитного поля) создает снизу от себя в некотором объеме горизонтальное магнитное поле. Индукционные магнитные катушки 2, 3 вертикального магнитного поля МГД генератора первого уровня создают вертикальное магнитное поле в зазоре между своими витками.

Электрическая энергия вырабатывается при падении на электроды 38, 39 МГД генератора первого уровня заряженных частиц продуктов термоядерных микровзрывов, отклоненных в магнитном поле магнитной катушки МГД генератора первого уровня.

Также электрическая энергия вырабатывается при падении на электроды 40, 41 МГД генератора второго уровня заряженных частиц продуктов термоядерных микровзрывов, прошедших магнитное поле магнитной катушки МГД генератора первого уровня. Электрическая энергия вырабатывается при падении на электроды 40, 41 МГД генератора второго уровня заряженных частиц продуктов термоядерных микровзрывов, отклоненных в магнитном поле магнитной катушки МГД генератора второго уровня, совмещенной с центральной сверхпроводящей магнитной катушкой 1 (сверхпроводящей магнитной катушкой горизонтального магнитного поля). Изолятор, выполненный между электродами, выполнен вдоль силовых линий центральной сверхпроводящей магнитной катушки 1. Термоядерные микровзрывы происходят как раз напротив изолятора.

После вылета из зоны действия МГД генератора первого уровня заряженные частицы продуктов термоядерного микровзрыва мишеней некоторых из ракет или снарядов поступают затем и на МГД генератор второго уровня 37 установки прямого преобразования энергии. На электродах МГД генераторов возникает холловская разность потенциалов. Под действием этой разности потенциалов между электродами МГД генераторов течет электрический ток, который запитывает индукционную магнитную катушку МГД генератора первого уровня. За счет этого в индукционной магнитной катушке МГД генератора первого уровня сила тока снова начинает возрастать и ее опять можно использовать для разряда накопленной энергии на новые лайнеры новых мишеней новой обоймы мишеней.

Можно сказать, что система инжекции мишени, установка прямого преобразования энергии и система питания образуют вместе энергетическую силовую термоядерную установку.

Установка прямого преобразования энергии не является обязательным элементом для обеспечения работы устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции. Она может входить в состав системы питания, а может и вообще отсутствовать.

После первого пуска устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции МГД генераторы установки прямого преобразования энергии дополнительно запитывают энергией основную магнитную катушку и восстанавливают ее магнитную энергию до начальной величины перед пуском.

Это позволяет, во-первых, взрывать мишени с термоядерным топливом путем разряда индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня и индукционных магнитных катушек системы питания на лайнер мишени. Во-вторых, это позволяет создать систему обратной связи между взрывами мишеней и запиткой индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня во время этих взрывов электрической энергией, вырабатываемой установкой прямого преобразования энергии.

Система питания может быть выполнена в нескольких вариантах и, соответственно, система питания может работать несколькими способами. Однако лучшим вариантом системы питания является следующий вариант.

Индукционные магнитные катушки выполнены так, что все вместе они образуют многовитковую магнитную катушку, витки которой попарно поочередно запитаны токами противоположных направлений. При этом важно, чтобы катушка содержала более двух пар витков. Лучше, если много больше двух пар витков. Такая магнитная катушка запатентована как магнитная катушка Богданова [16]. Покажем, что в ней при большом количестве витков может быть запасена значительно большая энергия при тех же радиальных напряжениях, чем в обычной магнитной катушке.

В магнитной катушке запасена энергия, определяемая по следующей формуле расчета энергии в многовитковой катушке [17]:

W_m=1/2∑ L_kI2k

где k, i - номера контуров, ограниченных витками катушки,

L_k - индуктивность k-го контура,

M_ki - взаимная индуктивность k-го и i-го контуров,

I_k, I_i - сила электрического тока k-го и i-го контуров.

В этой формуле первый член представляет собой сумму собственных энергий всех токов. Второй член представляет собой взаимную энергию токов.

В случае, если витки обмоток с противоположным направлением токов запитываются током одновременно так, чтобы сила тока в витках была примерно все время одинаковой, то суммарное поле катушки при большом числе витков стремится к нулю, поэтому стремятся к нулю радиальные напряжения и индукционные токи, препятствующие запитке, и плотность тока в катушке можно значительно увеличить. Поэтому первый член может быть значительно выше, чем в существующих на сегодняшний день магнитных катушках. Второй член при росте числа витков с противоположным направлением токов резко уменьшается, поскольку увеличение тока в витке обмотки одного направления тока, назовем эту обмотку основной обмоткой, вызывает увеличения тока в витке обмотки другого направления тока, назовем эту обмотку дополнительной, и вызывает уменьшение тока в других витках основных обмоток. Поэтому члены с взаимной индукцией витков одного направления тока входят в формулу с одним знаком, а члены с взаимной индукцией токов противоположных направлений в витках обмоток входят с противоположным знаком. Эти слагаемые в результате взаимно уменьшают друг друга и сумма уменьшается. Второй член уменьшается, становится намного меньше первого члена. Поэтому основной вклад в энергию многовитковой магнитной катушки Богданова дает именно первый член, равный сумме собственных энергий токов.

Для запитки индукционных магнитных катушек системы питания с ними может быть соединена система каскадных генераторов, соединенных с динамо-машиной. Система питания содержит тепловую машину, выполненную с возможностью крутить динамо-машину таким образом, чтобы динамо-машина вырабатывала переменный электрический ток. Переменный электрический ток поступает на каскадный генератор, преобразуется в постоянный электрический ток и запитывает индукционные катушки.

Можно предложить несколько способов запитки индукционных магнитных катушек системы питания. Наилучшим способом, по мнению автора, является упрощенный способ запитки, применяемый для сверхпроводящих магнитных катушек. В нашем случае, на паре индукционных магнитных катушек с противоположным направлением токов создаются два источника ЭДС. К двум участкам индукционных магнитных катушек с двумя токовводами каждый присоединяются по два токовывода каскадных генератора. На участках каскадные генераторы создают источники ЭДС, которые и запитывают индукционные катушки.

Для сравнения в сверхпроводящих магнитных катушках предварительно участки запитки дополнительно нагревают, чтобы вывести их из сверхпроводящего состояния. На концах участков выполнены два токоввода, на которые подается напряжение, то есть создается источник ЭДС. Это напряжение (ЭДС) и запитывает сверхпроводящие магнитные катушки.

Отличие от случая сверхпроводящих магнитных катушек в том, что индукционные магнитные катушки не надо дополнительно нагревать в местах участков запитки, чтобы подавать на них напряжение, а так все, кроме этого, делается аналогично.

Соединение витков магнитной катушки попарно навстречу друг другу имеет еще дополнительно и то преимущество, что при таком соединении их можно максимально быстро и напитать энергией, и максимально быстро разрядить, поскольку возникающие при этом в соседних витках индукционные токи меняются синхронно с работой системы запитки. Ток в витках меняется так, что поле между витками при любом изменении тока стремится вернуться к первоначальному значению, то есть к полю с напряженностью поля, стремящемуся к нулю.

Оценим приближенно общий вес индукционных магнитных катушек системы питания, при котором в них может быть запасена энергия 10 МДж.

В работе [18] приведен график зависимости отношение вес катушки магнитного поля к запасенной энергии для сверхпроводящих катушек Брукса. Из графика следует, что при плотности критического тока 10⁸ А/м² и запасенной энергии 10¹⁰ Дж (10000 МДж) соотношение вес/запасенная энергия равно 5 кг/МДж и, следовательно, вес катушки магнитного поля, которая может запасти энергию 10¹⁰ Дж, составляет 50 т.

Рассмотрим случай, когда конструктивная плотность тока у нас в 10 раз меньше.

Учитывая, что запасенная энергия пропорциональна весу катушки магнитного поля в степени 5/3 и плотности (конструктивной) тока во второй степени, можно утверждать, что при конструктивной плотности тока 10⁷ А/м² и запасенной энергии 10⁷ Дж вес индукционных магнитных катушек системы питания составит 232 кг. А при конструктивной плотности тока 4· 10⁶ А/м² та же запасенная энергия будет в катушке весом в 6,25 ^3/5 большей, то есть в катушке весом, большим в 3,0028 раза, то есть равным 697 кг.

Тепловая машина соединена с системой охлаждения устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции. При этом система охлаждения содержит контур подачи нагретого теплоносителя и контур подачи охлажденного теплоносителя.

Тепловая машина может быть выполнена в виде паровой машины и может работать на паре. При этом может быть использована любая известная схема тепловой машины с контурами охлаждения ядерного реактора, применяемая в атомной энергетике. Разумеется с тем отличием, что вместо ядерного реактора в нашем случае используется термоядерный реактор. В котором по очереди взрываются мишени с термоядерным топливом.

Провод 30 для холостого хода окружен магнитным экраном, выполненным с возможностью экранировать текущие по нему токи. Когда по проводу текут токи, то магнитный экран их экранирует.

Плазма сначала поступает на выполненные на внутренней поверхности индукционной магнитной катушки вертикального магнитного поля МГД генератора первого уровня нижней установки прямого преобразования энергии электроды 38, 39. Затем плазма поступает на выполненные на внутренней поверхности центральной сверхпроводящей магнитной катушки электроды 40, 41 МГД генератора второго уровня нижней установки прямого преобразования энергии. МГД генератор второго уровня содержит электроды, между которыми выполнен изолятор. При этом находящийся между электродами изолятор лежит на прямой, перпендикулярной оси центральной сверхпроводящей магнитной катушки 1 и проходящей через ось.

Микровзрывы мишеней осуществляются в районах, напротив которых выполнены стыки электродов, электрически разделенные изолятором (диэлектриком). Эти районы заранее согласовываются при изготовлении ракет или снарядов с мишенями путем соответствующего расчета реактивных двигателей мишеней, длины отрезков кабеля между мишенями и других параметров устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции таким образом, чтобы взрывы мишеней происходили в нужных местах.

МГД генератор первого уровня содержит также электроды, между которыми создается холловская разность потенциалов при движении заряженных частиц продуктов термоядерного микровзрыва в магнитном поле электрической цепи ракеты. Поскольку при взрыве выполняется закон сохранения магнитного потока (в данном случае магнитного потока магнитного поля, создаваемого электрическим током, текущим по электрической цепи ракеты), то частицы плазмы в окрестностях ракеты движутся в суммарном магнитном поле, образованном магнитным полем электрической цепи ракеты и индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня. Вблизи от ракеты магнитное поле электрической цепи ракеты больше. На удалении от ракеты больше поле индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня. И на удалении от ракеты холловская разность потенциалов создается между электродами за счет магнитного поля индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня. Назначение индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня состоит также и в том, чтобы создать наиболее благоприятную конфигурацию магнитного поля для вылета заряженных частиц продуктов термоядерного микровзрыва за пределы магнитного поля сверхпроводящей магнитной катушки.

После взрыва мишеней первой ракеты с мишенями разлетающиеся продукты взрыва падают на верхнюю стенку 42 реакторной камеры 43.

Тепло, вырабатываемое при термоядерных микровзрывах, нагревает верхнюю стенку реакторной камеры и два МГД генератора установки прямого преобразования энергии. Система охлаждения установки для осуществления управляемой термоядерной реакции охлаждает ее в два этапа. Сначала тепло нагревает контур подачи нагретого теплоносителя. Нагретый теплоноситель поступает в тепловую машину. Например, нагревает воду в парогенераторе. Пар вращает турбину динамо-машины. Динамо-машина вырабатывает электрический ток. Пар из парогенератора в дальнейшем охлаждается контуром подачи охлажденного теплоносителя системы охлаждения.

Известно, что КПД работы энергетических установок только с МГД генераторами достигает 10 процентов. Также известно, что КПД работы энергетических установок и с МГД генераторами, и с тепловым циклом увеличивается до 25 процентов.

Известно, что в инерциальном синтезе при энергии всех пучков ионов, падающих на мишень порядка 10 МДж, энергетический выход достигает от 100 до 200.

Из сопоставления этих двух факторов в предположении о том, что будет достигнута кинетическая энергия охлопывающегося лайнера 10 МДж, можно заключить, что для обеспечения запитки индукционных магнитных катушек системы питания будет вполне достаточно работы МГД генераторов первого и второго уровней. Более того, если энергетический выход составит от 100 до 200, то даже при КПД МГД генераторов первого и второго уровней 10 процентов в системе питания будет оставаться энергии в 10-20 раз больше, чем ее затрачивается на обеспечение протекания реакции термоядерного синтеза.

Если предположить, что за счет того, что половина частиц продуктов термоядерных микровзрывов должна вылетать из МГД генераторов для создания реактивной термоядерной тяги, КПД работы МГД генераторов первого и второго уровней составит всего 5 процентов, то все равно, даже в этом случае в системе питания будет оставаться энергии в 5-10 раз больше, чем ее затрачивается на обеспечение протекания реакции термоядерного синтеза.

Эта дополнительная энергия может в дальнейшем сниматься с выхода устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции и как-либо использоваться.

В проточный бассейн 44 с жидким теплоносителем, например с жидким литием, сверху вниз падают разлетающиеся продукты термоядерных микровзрывов и нагревают его. Боковые ленты системы охлаждения перемещаются вдоль конструкционных стенок реакторной камеры, при этом их участки движутся сначала сверху вниз, потом внутри бассейна с жидким теплоносителем, а потом снизу вверх. При этом боковая лента системы охлаждения после перемещения в одном направлении перемещается в другом направлении, причем направления перемещений могут изменяться несколько раз.

Каналы охлаждения 45, 46 системы охлаждения охлаждают устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции жидким теплоносителем контуров системы охлаждения.

Некоторые каналы охлаждения прокачивают теплоноситель между индукционными катушками системы питания и охлаждают их.

Передача тепла от лент системы охлаждения контуру с жидким теплоносителем системы охлаждения может происходить тремя способами.

Первый способ. К лентам прижимаются ролики, соединенные с каналами охлаждения системы охлаждения. Теплообмен происходит через ролики.

Второй способ. Ленты погружены непосредственно в жидкий теплоноситель, протекающий непосредственно через каналы охлаждения, например, в жидкий алюминий. Если ленты выполнены из диборида циркония, то диборид циркония не смачивается жидким алюминием и поэтому ленты могут охлаждаться жидким алюминием внутри каналов охлаждения, а на выходе из каналов охлаждения жидкий алюминий спокойно стекает с лент и не смачивает их. Вместо жидкого алюминия можно использовать жидкий литий или любой другой легкоплавкий металл в жидком расплавленном состоянии.

Третий способ. Жидкий металл или другой жидкий теплоноситель течет внутри ролика или стержня, на который намотана лента системы охлаждения. Лента системы охлаждения дает тепло стержню или ролику, а стержень или ролик передает жидкому теплоносителю.

Поверхности роликов системы охлаждения и роликов индукционных катушек системы питания и поверхности лент системы охлаждения выполнены из материалов, которые выполнены таким образом, что если один из материалов либо роликов, либо лент системы охлаждения находится в расплавленном состоянии, то другой материал этим материалом не смачивается. То есть краевой угол при их контакте превышает 90 градусов. Годится сочетание металлов и диборида циркония. Диборид циркония жидкими металлами, как правило, не смачивается. Например, не смачивается жидким алюминием.

Другим требованием к материалам поверхности пластин (дисков) системы охлаждения, открытых участков индукционных катушек системы питания, лент системы охлаждения должно быть то, чтобы у них была высокая температура плавления. То есть, чтобы эти материалы были тугоплавкими. Также из тугоплавкого материала должны быть выполнены и ролики.

Диборид циркония всем этим требованиям удовлетворяет.

Лента система охлаждения может быть соединена с теплоносителем системы охлаждения (жидким литием) устройством, описанным в описании заявки на изобретение Третьего ускорителя Богданова для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза. Описываем это устройство с охлаждением жидким теплоносителем системы охлаждения ленты системы охлаждения в отношении устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза. В этом способе жидкий теплоноситель (жидкий литий) выполнен с возможностью падать сверху на ленту системы охлаждения, имеющую наклон, с возможностью течь вдоль нее, забирать у ленты тепло и нагреваться при этом. Теплоноситель выполнен с возможностью течь вдоль ленты и забираться трубами системы охлаждения уже нагретым на нижнем участке траектории своего течения вдоль ленты. Система перемещения лент системы охлаждения имеет два барабана, расположенных с разных сторон от реакторной камеры. Лента при этом выполнена с возможностью перематываться с одного барабана системы перемещения лент системы охлаждения на другой. Лента выполнена с возможностью двигаться сначала в одном направлении, а потом в другом направлении. И так далее.

Все элементы ракеты или снаряда подобраны таким образом, что в процессе использования полностью испаряются и сгорают. Проволока, кабель, токоприемник и головная часть ракеты или снаряда испаряются при протекании через них мощного тока. Части с термоядерными мишенями испаряются и сгорают в процессе термоядерных микровзрывов. Это решает проблему экологии и утилизации использованных проводов электрических цепей и продуктов термоядерных микровзрывов.

Дополнительная центральная система инжекции мишеней 47 выпускает вниз от себя ракеты или снаряды с мишенями. Ракета или снаряд дополнительной центральной системы инжекции мишени содержат два токоприемника, выполненных в хвостовой части ракеты или снаряда. При этом токоприемники соседних ракет или снарядов электрически соединены друг с другом проволокой, покрытой изоляцией, намотанной на ту ракету или снаряд, которые стартуют раньше.

При этом ток на ракету или снаряд течет по двум проволокам. Ток течет параллельно сначала по одной проволоке к ракете или снаряду, а потом по другой проволоке от ракеты или от снаряда. Таким образом образуется замкнутая электрическая цепь.

В дополнительную центральную систему инжекции мишени ракеты или снаряды с мишенями поступают из дополнительного центрального хранилища мишеней 48.

Дополнительная система инжекции мишеней направляет вниз от центральной сверхпроводящей магнитной катушки 1 ракеты или снаряды с мишенями, снабженные двумя проволоками. Ракета или снаряд стартует, две проволоки, намотанные на стержни или тонкие трубки ракеты или снаряда, разматываются.

В данном случае, несомненно, значительно лучше использовать ракету, на оси которой выполнен реактивный двигатель, с двух сторон от которого выполнены два стержня, при этом на стержень намотана проволока. Токоприемники ракеты выполнены на ее хвостовой части. Проволока первой ракеты соединена электрически с электродом лайнера своей ракеты и соединена электрически с токоприемником последующей ракеты. Токоприемники последующей ракеты соединяются электрически с токоприемником индукционных катушек, например, через жидкометаллический коммутатор.

После того как две проволоки размотаются, по ним пускается ток индукционных катушек (как это было описано ранее) и через лайнер течет ток. Лайнер охлопывается на мишени и происходит ее термоядерный микровзрыв.

Подача ракет или снарядов с мишенями из хранилища для мишеней к реактивным установкам или автоматическим пушкам осуществляется автоматически с помощью автоматики. Для этого устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции содержит систему поршней и рычагов, выполненных с возможностью автоматически перемещать ракеты или снаряды с мишенями к реактивным установкам или автоматическим пушкам. При этом сначала система поршней и рычагов перемещает вертикальные или горизонтальные ряды с ракетами или снарядами, а затем из ряда перемещает вниз или в сторону отдельные ракеты или снаряды. Система поршней и рычагов выполнена внутри хранилища для мишеней и вплотную примыкает к реактивным установкам или автоматическим пушкам. Например, вертикальные ряды с ракетами или снарядами с мишенями по горизонтали перемещаются рычагом 49, а после установки вертикального ряда на нужное место внутри реактивной установки отдельные ракеты подаются вниз другим рычагом 50. Центральная дополнительная система инжекции мишени и нижняя система инжекции мишени работают попеременно. Сначала работает одна система инжекции мишени, потом другая. И так далее. В центральном дополнительном хранилище мишеней есть своя система рычагов и поршней, которая работает также автоматически.

Охлаждение реакторной камеры осуществляется буферным газом, например аргоном. Буферный газ прокачивается внутри каналов охлаждения насосом 56, выполненным в виде турбины с лопастями. Буферный газ сначала движется охлажденным по каналам охлаждения, расположенным сверху центральной сверхпроводящей катушки 1, например по каналам 45, 46, а затем, после нагрева в реакторной камере, выводится из реакторной камеры и движется по каналам охлаждения 57, 58, расположенным снизу центральной сверхпроводящей катушки 1. Горячий, нагретый в реакторной камере буферный газ поступает в тепловую машину, в которой с его помощью вырабатывается электричество, например, с помощью динамо-машины. Затем газ охлаждается системой охлаждения и снова поступает в каналы охлаждения.

Реакторная камера делается со сменными стенками. Также со сменными стенками делаются и МГД генераторы установки прямого преобразования энергии, в которых периодически заменяются стенки с электродами. Наличие буферного газа значительно увеличивает время эксплуатации сменных стенок реакторной камеры и стенок с электродами МГД генераторов. При смене стенок вся верхняя часть конструкции устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза приподнимается над реакторной камерой устройством выдвижения телескопических ножек 59. Телескопические ножки выдвигаются, например, с помощью домкрата с гидроусилителем. Замена стенок осуществляется либо с помощь роботов, либо с помощью дистанционно управляемых автоматов.

При этом в конструкции термоядерного ракетного двигателя Богданова должны быть выполнены дополнительные коридоры 60, 61, 62 для загрузки ракет или снарядов с мишенями в нижнюю систему хранения мишеней и в центральную дополнительную систему хранения мишеней (эти коридоры изображены на фиг.5 в виде продолжений систем хранения мишеней.) По этим коридорам в системы хранения мишеней загружаются ракеты или снаряды.

Сверхпроводящую магнитную катушку 1 можно еще назвать основной магнитной катушкой, индуктивным накопителем энергии или магнитной катушкой нижнего магнитного поля. Все эти названия по отношению к ней будут уместны.

Вопросы терминологии

Также все магнитные катушки можно называть просто магнитными катушками и ввести для их какого-то отличия друг от друга порядок их расположения, например, по вертикальным уровням. При этом можно применить следующую терминологию. Магнитная катушка первого уровня, магнитная катушка второго уровня и так далее. При этом получается следующее соответствие.

Индукционная магнитная катушка МГД генератора первого уровня - магнитная катушка первого уровня.

Магнитная катушка МГД генератора второго уровня - магнитная катушка второго уровня. Эта катушка совмещена по определению со сверхпроводящей магнитной катушкой.

Нижняя индукционная магнитная катушка системы питания - магнитная катушка третьего уровня.

Верхняя индукционная магнитная катушка системы питания - магнитная катушка четвертого уровня.

При этом все магнитные катушки всех уровней могут быть выполнены сверхпроводящими. Возможны варианты, когда сверхпроводящими выполнены только магнитные катушки с первого по третий уровень или со второго по третий уровень.

Устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции может содержать магнитную катушку, переключатель и систему проводов, содержащую, по крайней мере, один провод, при этом один конец провода соединен с переключателем, а другой конец провода соединен с выходом магнитной катушки, при этом переключатель содержит систему коммутаторов, выполненных с возможностью соединять магнитную катушку с лайнером и отсоединять магнитную катушку от лайнера, причем, по крайней мере, один провод имеет сопротивление больше, чем у лайнера. По крайней мере, один провод имеет сопротивление меньше, чем у лайнера, а переключатель выполнен с возможностью соединять выход магнитной катушки с проводом и отсоединять выход магнитной катушки от провода. В этом случае система проводов выполняет задачи балластного сопротивления и сверхпроводящего провода. По одним проводам (с большим сопротивлением) течет ток, когда переключатель размыкает цепь лайнера, по другим (например, по сверхпроводящим) ток течет в момент переключения и в момент замены ракеты или снаряда с мишенями.

Дополнительная система инжекции мишеней может содержать один токоприемник индукционных катушек системы питания, выполненный с возможностью подавать на ракету или снаряд отрицательный потенциал. Ракета или снаряд могут содержать систему электродов с системой эмиссионных катодов, при этом устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции выполнено с возможностью создавать на системе эмиссионных катодов отрицательный потенциал. Причем ракеты или снаряды электрически соединены с токоприемником индукционных катушек, например проволокой.

Дополнительная центральная система инжекции мишеней в этом случае направляет вниз от центральной сверхпроводящей магнитной катушки 1 ракеты или снаряды с мишенями, снабженные системой электродов с системой эмиссионных катодов. Проволока, намотанная на ракету или снаряд, разматывается. На систему эмиссионных катодов через проволоку подается отрицательный потенциал. С эмиссионных катодов происходит интенсивная эмиссия электронов. При этом через лайнер течет ток. Лайнер охлопывается на мишени и происходит ее термоядерный микровзрыв. Для увеличения эмиссионного тока и, соответственно, для увеличения поверхности, с которой происходит эмиссия электронов, ракета или снаряд могут быть снабжены воздушным шаром, который сначала компактно упакован внутри ракеты или снаряда, а потом раздувается газом при движении ракеты или снаряда. При этом эмиссионные катоды выполнены на поверхности воздушного шара.

Магнитная катушка может содержать более одного витка, а переключатель может быть выполнен с возможностью соединять несколькими коммутаторами несколько витков магнитной катушки через один коммутатор с реактивной установкой или с автоматической пушкой таким образом, чтобы ток нескольких витков магнитной катушки тек через электрическую цепь одной ракеты или через электрическую цепь одного снаряда. Таким соединением коммутаторов можно усилить ток, протекающий через отдельный лайнер во много раз по сравнению с током, текущим через один виток магнитной катушки. То есть таким образом можно складывать токи различных витков и усиливать ток, протекающий через отдельный лайнер, по сравнением с током, текущим через один виток магнитной катушки, во столько раз, сколько витков соединяются коммутаторами переключателя с одним коммутатором и дальше этим коммутатором с лайнером.

Приведем некоторые оценки мощности, выделяемые в единице рабочего объема МГД генератора. Минимальная допустимая мощность, выделяемая в единице рабочего объема МГД генератора, равна [19]:

Р_уд=k(1-k)u²B²σ^{, (3)}

где k=E/uB - коэффициент нагрузки,

u - скорость потока движущегося рабочего тела (плазмы),

В - модуль вектора магнитной индукции магнитного поля МГД генератора,

Е - напряженность возникающего в МГД генераторе электрического поля,

σ - проводимость движущегося рабочего тела (плазмы).

Проводимость плазмы равна [20]:

где σ ₁ - удельная проводимость при некоторых “опорных” значениях давления плазмы ρ ₁ и температуры плазмы Т₁,

ρ ₁ - некоторое “опорное” значение давления плазмы,

t₁ - некоторое “опорное” значение температуры,

I_i - потенциал ионизации.

В случае стационарной энергетической установки реально достигается минимальное допустимое значение Ρ _уд≥_{10 МВт/м³ [19]. Реально достигались скорости потока 800 м/с, коэффициент нагрузки k=0,8 и модуль вектора магнитной индукции магнитного поля МГД генератора В=4 Тл, минимально допустимое значение σ ≈ 6 См/м и температура на выходе канала МГД генератора 2400 К.}

Из выражения (3) видно, что мощность, выделяемая в единице рабочего объема МГД генератора, растет с ростом скорости потока движущегося рабочего тела (плазмы) пропорционально квадрату скорости. Также из выражений (3) и (4) видно, что мощность, выделяемая в единице рабочего объема МГД генератора, растет с ростом температуры плазмы, поскольку ее проводимость растет с ростом температуры.

Если мы с МГД генератором соединяем устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции и осуществляем термоядерный микровзрыв мишени, то в рабочем объеме МГД генератора в момент взрыва возникает сгусток плазмы с температурой 10⁸ градусов Кельвина. Если мы примем, что тепловая скорость разлетающихся продуктов термоядерного микровзрыва соответствует скорости потока рабочего тела (плазмы), то получим, что температура по сравнению с первым случаем выросла в 40000 раз, а значит скорость потока плазмы также вырастает, но в 40000 раз, а квадрат скорости вырастает в 1,6· 10⁷ раз. При этом в соответствии с выражением (4) проводимость плазмы также возрастает. А значит с единицы рабочего объема МГД генератор в нашем случае может снимать в соответствии с выражением (3) более чем в 1,6· 10⁷ раз больше минимальную допустимую мощность, то есть в нашем случае более 1,6· 10⁸ МВт/м³.

Поскольку при взрыве мишени лайнером при сжатии мишени импульсом с энергией в импульсе 10 МДж будет освобождаться от 100 МДж за 20-40 мкс, то при выделении этой мощности в единичном объеме мощность выделения энергии составит от 2,5· 10⁷ до 5· 10⁷ МВт/м³. Поскольку эта величина меньше минимально допустимого значения мощности, выделяемой в единице рабочего объема МГД генератора, то значит МГД генератор сможет снимать такую мощность с единицы объема МГД генератора. Кроме того, его рабочий объем за счет этого может быть еще дополнительно уменьшен.

При КПД МГД генератора 10 процентов с него с рабочего объема в 1 кубический метр при микровзрыве мишени с выделением энергии 100 МДж за 20-40 мкс может быть получена электрическая мощность 2,5· 10⁶ до 5· 10⁶ МВт/м³.

В работе [21] сообщается, что известны импульсные МГД генераторы, работающие на продуктах взрыва специального заряда. Известно, что такие установки могут быть использованы вместо конденсаторных батарей и отличаются существенно меньшими габаритами. Сообщается, что стоимость такого импульсного МГД генератора, по-видимому, будет ниже стоимости соответствующей конденсаторной батареи. Также в этой работе [21] сообщается, что известны импульсные источники энергии с самовозбуждающимся МГД генератором, работающим на продуктах сгорания специальных ракетных топлив. Их преимущества заключаются в следующем:

- продолжительность непрерывной работы установки не ограничена динамикой взрыва и может в разумных пределах выбираться произвольно,

- потребная мощность первичного источника электроэнергии для питания магнитной системы невелика по сравнению с генерируемой,

- такая установка может использоваться многократно, мощность ее практически не ограничена техническими возможностями.

В работе [22] сообщается, что известны импульсные взрывные химические МГД генераторы, при этом их КПД превращения химической энергии в электрическую доходит до значений от 0,05 до 0,06. В работе [23] представлена диаграмма зависимости термоядерного выигрыша в одинарной мишени от величины вложенной в мишень энергии. Из этой диаграммы следует, что при вложении в одинарную мишень 2,5 МДж энергии термоядерный выигрыш составляет более 40. Значит, для того, чтобы после взрыва топливно-энергетической мишени с термоядерным топливом получалось на выходе, по крайней мере, 100 МДж, в мишень достаточно вкладывать 2,5 МДж. Таким образом, если мы взрываем во взрывном химическом МГД генераторе взрывчатку с выделением энергии 100 МДж (например, 20 кг взрывчатки), то в МГД генераторе из этой химической энергии выходит от 5 до 6 МДж электрической энергии (то есть более чем в 2 раза больше чем 2,5 МДж.) Этой энергии достаточно для взрыва лайнером топливно-энергетической мишени с выделением, по крайней мере, 100 МДж термоядерной энергии.

Даже если в МГД генераторе, в рабочем объеме которого происходят термоядерные микровзрывы мишени, будет такой же КПД (от 0,05 до 0,06), то на его выходе будет также получаться достаточная энергия (от 5 до 6 МДж) для инициирования сжатием лайнера взрыва топливно-энергетической мишени. Однако ожидается, что в этом МГД генераторе КПД будет выше, поскольку в нем выше скорость движения рабочего тела.

Наилучшим вариантом варианта со взрывчаткой будет следующий. В качестве импульсного взрывного химического МГД генератора можно использовать МГД генератор, содержащий скорострельную автоматическую пушку, стреляющую холостыми выстрелами, то есть без выбрасывания снаряда. Ствол пушки может быть выполнен из диэлектрика, например из керамики, совмещенным с МГД генератором. Пушка делает холостые выстрелы со взрывом специального заряда весом от 20 кг с выделением от 100 МДж энергии.

Можно использовать взрывной лазерный МГД генератор, например, работающий на водороде. Здесь следует указать, что время взрыва во взрывном МГД генераторе может составлять порядка 30 мкс, что совпадает с продолжительностью схлопывания взрывающегося лайнера. В литературе описан взрывной лазерный МГД генератор, работающий на водороде, дающий ток более 1 МА со временем импульса тока 36 мкс [24]. Лазер подает мощный луч лазерного излучения на водород, водород со взрывом расширяется и МГД генератор при этом вырабатывает энергию.

Возможен вариант работы индукционных катушек системы питания, при котором ток течет по замкнутому контуру. Взрыв нового лайнера с мишенью рождает новый ток, поступающий после этого на новый лайнер. И так далее. После этого тоже самое происходит со всей цепочкой мишеней. Потом внутрь рабочего объема системы МГД генераторов пускается новая последовательность мишеней и так далее.

В процессе инициации схлопываний лайнеров на мишенях, вызывающих взрывы мишеней, могут участвовать и взрывные МГД генераторы, и индукционные катушки системы питания. При этом на лайнеры могут разряжаться индукционные катушки системы питания синхронно и одновременно с пуском взрывного МГД генератора. Для этого холостой выстрел автоматической пушки импульсного химического взрывного МГД генератора может включать с помощью коммутатора разряд индукционной катушки системы питания на лайнер. И одновременно этот выстрел создает импульс тока МГД генератора. Положительным результатом такого совмещения работы индукционных катушек системы питания и работы взрывного МГД генератора будет увеличение количества энергии, вкладываемой в сжатие и разогрев мишени взрывающимся лайнером. Это приводит к увеличению термоядерного выигрыша, то есть приводит к нелинейному росту освобождаемой в результате осуществления термоядерной реакции энергии.

Можно сделать систему обратной связи, при которой рядом с лазером установлены МГД генераторы, работающие от термоядерных микровзрывов мишеней с лайнерами. Например, первый МГД генератор с лазером подает импульс тока на один лайнер с мишенью, лайнер с мишенью взрывается. Взрыв мишени создает ток во втором МГД генераторе, этот ток подает импульс тока на один лайнер с мишенью, лайнер с мишенью взрывается. Второй МГД генератор подает импульс тока на другой лайнер с мишенью. Второй лайнер с мишенью взрывается. И так далее. Последний МГД генератор цепочки может запитывать энергией систему питания лазера.

Внутри лайнера с двух сторон от мишени могут быть выполнены ускорители ионов, например, с пинч-рефлексными диодами. На ускорители ионов подается высокое напряжение и одновременно лайнер схлопывается. Происходит сжатие мишени со всех сторон, разогрев мишени и в ней происходит термоядерная реакция синтеза.

Рабочие поверхности электродов МГД генераторов выполнены пористыми с возможностью пропускать через них потоки газа. По трубам системы охлаждения потоки газа изнутри поступают на пористые стенки электродов и охлаждают их. Это решает проблему охлаждения токоприемников и коаксиальных электродов в процессе работы. Известно, что такая система охлаждения работает в некоторых МГД генераторах и уже доказала свою работоспособность.

Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза может быть выполнено в виде термоядерной электростанции. Экономически наиболее выгодно, если производство устройств для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы будет налажено вместе с производством термоядерного ракетного двигателя Богданова, поскольку в этом случае термоядерный ракетный двигатель Богданова изготавливается в двух модификациях для решения двух задач, а именно для полетов и для производства энергии на Земле. Заявка на изобретение термоядерного ракетного двигателя Богданова для полетов подана ранее отдельно. В тексте выше была представлена модификация и исполнение термоядерного ракетного двигателя не для полетов, а для производства электроэнергии в составе наземной термоядерной электростанции. В этом исполнении термоядерный ракетный двигатель Богданова просто устанавливается сверху реакторной камеры и соединяется с ее системой охлаждения. При этом в текстах двух заявок (Устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции и термоядерный ракетный двигатель Богданова) некоторые позиции обозначены по разному, хотя означают одни и те же элементы. Поэтому эти заявки следует рассматривать как самостоятельные разные изобретения, хотя они и объединены единым творческим замыслом.

При этом в конструкции термоядерного ракетного двигателя Богданова, устанавливаемого на Земле для производства электроэнергии, должны быть выполнены дополнительные коридоры для загрузки ракет или снарядов с мишенями в нижнюю систему хранения мишеней и в центральную дополнительную систему хранения мишеней (эти коридоры изображены на фиг.5 в виде продолжений систем хранения мишеней.)

Здесь можно было бы поставить точку в изложении материала работы устройства, созданного на базе термоядерного ракетного двигателя Богданова. Однако с точки зрения экономической целесообразности наиболее дешевая электроэнергия в пересчете на единицу вложенных материальных затрат будет достигаться в случае одновременного исполнения устройств с МГД генераторами и без МГД генераторов. При этом устройство с МГД генератором может одновременно обслуживать и устройство без МГД генератора. Причем сами устройства с МГД генераторами могут включаться либо одним устройством для осуществления управляемой термоядерной реакции с полным перечнем компонентов, указанным в данном описании изобретения, либо дополнительной электростанцией с установкой прямого преобразования энергии с МГД генератором. Дополнительная электростанция может быть термоядерной, созданной либо на основе системы ускорителей ионов, сфокусированных на мишени, например, на основе ускорителя Богданова, либо на основе котла взрывного сгорания, в котором происходят взрывы термоядерных бомб малой мощности. Также дополнительная электростанция с установкой прямого преобразования энергии с МГД генератором может быть создана на основе взрывов боеприпасов с обычной взрывчаткой весом от 20 кг с энергией взрыва от 100 МДж. Взрывчатка выполнена с возможностью взрываться при протекании в ней химических реакций. При этом с дополнительной электростанцией с МГД генератором может соединяться цепочка устройств для осуществления управляемой термоядерной реакции. В лучшем, наиболее простом варианте, определяемом из соображений минимальных материальных затрат, дополнительная электростанция создана на основе взрывов боеприпасов с обычной взрывчаткой весом от 20 кг с энергией взрыва от 100 МДж. Дополнительная электростанция электрически соединена своим МГД генератором с цепочкой устройств для осуществлении управляемой реакции термоядерного синтеза с МГД генераторами. При этом одновременно соединяется сколько угодно устройств с МГД генератором, к последнему из которых в цепочке соединяется устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции без МГД генератора, то есть создается N усилительных каскадов. При этом коэффициент усиления каждого усилительного каскада определяется термоядерным выигрышем отдельной мишени с лайнером и КПД работы стоящих в усилительном каскаде МГД генераторов.

Единственное ограничение возникает из соображений длительности импульса, которое для лайнера ориентировочно составляет от 20 до 40 мкс и связанной с этим длиной передающих линий, которые должны быть не длиннее произведения этого времени на две трети скорости света, то есть передающие линии должны быть не длиннее 4-8 км.

При использовании дополнительной электростанции либо в котле взрывного сгорания, либо в реакторной камере осуществляют взрывы. Это либо взрывы обычной взрывчатки, либо взрывы термоядерных или ядерных бомб малой мощности, либо термоядерные микровзрывы, осуществляемые с помощью устройства для осуществления управляемой термоядерной реакции, либо термоядерные микровзрывы, осуществляемые системой ускорителей ионов, сфокусированных на мишени, термоядерные микровзрывы, например, осуществляемые с помощью третьего ускорителя Богданова. При взрыве в установке прямого преобразования энергии с МГД генератором дополнительной электростанции возникает мощный электрический ток, который взрывает лайнер с мишенью, направленный внутрь реакторной камеры ракетой или снарядом. Взрыв лайнера вызывает термоядерный микровзрыв мишени, разлетающиеся продукты микровзрыва поступают на установку прямого преобразования энергии с МГД генератором, МГД генератор вырабатывает мощный электрический ток, который направляется на новый лайнер с новой мишенью и так далее.

В результате взрываются несколько лайнеров с мишенями в нескольких ракетах или снарядах, испущенными несколькими системами инжекции мишени. Создается цепочка термоядерных микровзрывов, в результате чего энергия, получаемая каждым отдельным микровзрывом, увеличивается во много раз. Котел взрывного сгорания с обычной взрывчаткой при весе взрывчатки от 20 кг позволяет получать энергию взрыва от 100 МДж, что при КПД МГД генератора 10 процентов позволяет вкладывать в мишень энергию порядка 10 МДж, что дает возможность получать наибольший термоядерный выигрыш, составляющий от 100 до 200. Поскольку КПД работы энергетических установок только с МГД генераторами достигает 10 процентов, то МГД генератор дополнительной электростанции может увеличивать энергию, вложенную в мишень третьего ускорителя Богданова, в диапазоне от 10 до 20 раз. То есть с выхода МГД генератора электрическим током будет сниматься энергия от 100 до 200 МДж. Эта энергия конкретно сразу же может быть направлена на цепочку лайнеров с мишенями. Эти мишени будут взрываться и давать дополнительный термоядерный выигрыш. При этом в мишень также будет вкладываться энергия порядка 10 МДж, что также дает возможность получать наибольший термоядерный выигрыш, составляющий от 100 до 200. Именно из этих соображений возникает возможность соединять с дополнительной электростанцией цепочку устройств для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза.

Поскольку КПД МГД генераторов растет с ростом скоростей разлетающихся частиц, можно непосредственно перед самим взрывом дополнительно подогревать взрывчатку. Например, направлять на нее мощный поток энергии, вызывающий ее взрыв. Например, направлять на нее мощный лазерный луч, мощный поток электронов или мощный поток СВЧ излучения. Также это позволит снизить массу и самой взрывчатки.

Также известно, что КПД работы энергетических установок и с МГД генераторами, и с тепловым циклом увеличивается до 25 процентов. Поэтому остающиеся 15 процентов можно использовать и для работы самого устройства, и для дальнейшего использования в народном хозяйстве.

Взрывчатку можно изготовлять с помощью вырабатываемой термоядерной энергии. Например, вырабатываемая термоядерная энергия преобразуется в электрическую энергию, электрическая энергия с помощью электролиза разлагает воду на водород и кислород. Водород используется на изготовление взрывчатки. В момент взрыва взрывчатки снова водород сгорает, окисляется и образуется вода, которая затем снова разлагается методом электролиза. И так далее. Таким образом образуется замкнутый цикл производства взрывчатки для производства термоядерной энергии, в который энергия поступает извне только в виде топливных термоядерных мишеней. Для этого устройство может содержать установку для производства взрывчатки.

Третий ускоритель Богданова содержит систему ускорителей ионов, окружающих мишень, соединенных с мишенью и сфокусированных на мишени системой фокусировки, также соединенных с мишенью. При этом система фокусировки третьего ускорителя Богданова представляет собой тонкий лайнер, выполненный в виде цилиндра из тонкой проводящей пленки, прозрачной для ионов. Ось цилиндра совпадает с осью ускорителей ионов. Ускорители ионов электрически проводами соединены с токоприемником. Токоприемник выполнен на оси мощного ускорителя электронов. Система мощных ускорителей электронов направляет пучки электронов на токоприемник, на токоприемнике возникает отрицательный заряд, токоприемник через провода, образующие передающую линию, передает напряжение на систему ускорителей ионов, сфокусированных на мишени. Провода электрически соединены с коммутатором и с дополнительным конденсатором. Коммутатор электрически соединен с проводами, идущими на лайнер системы фокусировки, выполненный в виде цилиндра из тонкой проводящей пленки. Система ускорителей электронов одновременно включает и систему ускорителей ионов, сфокусированных на мишени, и систему фокусировки, соединенную с мишенью. Ускорители ионов, выполненные в виде пинч-рефлексных диодов, направляют ускоренные ионы в сторону мишени. По тонким пленкам лайнеров системы фокусировки течет электрический ток. Электрический ток, текущий по лайнерам системы фокусировки, вызывает их сжатие к оси за счет пинч-эффекта. Ионы, ускоренные ускорителями ионов, летят к мишени. Пучок ионов расширяется. Ионы пересекают тонкую пленку лайнеров, попадают в область действия магнитного поля пинч-эффекта, и это магнитное поле пинч-эффекта стягивает разлетающиеся в сторону от оси ионы к оси силой Ампера. Таким образом, пучок ионов фокусируется точно строго на мишени. Это позволяет создавать и фокусировать точно строго на мишени на мишени пучки ионов с энергией от 10 до 128 МэВ с общей мощностью потоков ионов всех пучков от 1 до 10 МДж. Причем надо сказать, что энергия ионов в диапазоне выше 30 МэВ достигается с помощью специальных устройств, препятствующих возникновению вакуумного пробоя, описание которых есть в тексте заявки на изобретение третьего ускорителя Богданова. При этом вариант третьего ускорителя Богданова с общей мощностью потоков ионов всех пучков 10 МДж позволяет получать термоядерный выигрыш от 100 до 200.

Третий ускоритель Богданова позволяет вкладывать в мишень энергию порядка 10 МДж, что дает возможность получать наибольший термоядерный выигрыш, составляющий от 100 до 200. Известно, что КПД работы энергетических установок только с МГД генераторами достигает 10 процентов. Поэтому МГД генератор дополнительной электростанции может увеличивать энергию, вложенную в мишень третьего ускорителя Богданова, в диапазоне от 10 до 20 раз. То есть с выхода МГД генератора электрическим током будет сниматься энергия от 100 до 200 МДж. Эта энергия конкретно сразу же может быть направлена на 10 лайнеров с мишенями. Эти мишени будут взрываться и давать дополнительный термоядерный выигрыш. При этом в мишень также будет вкладываться энергия порядка 10 МДж, что также дает возможность получать наибольший термоядерный выигрыш, составляющий от 100 до 200. Именно из этих соображений возникает возможность соединять с дополнительной электростанцией цепочку устройств для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза.

Также известно, что КПД работы энергетических установок и с МГД генераторами и с тепловым циклом увеличивается до 25 процентов. Поэтому остающиеся 15 процентов можно использовать и для работы самого третьего ускорителя Богданова и для дальнейшего использования в народном хозяйстве.

Возможен вариант исполнения устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза, в котором устройство содержит несколько центральных дополнительных систем инжекции мишени. При этом каждую центральную дополнительную систему инжекции мишени электрически соединяют с дополнительной электростанцией, содержащей третий ускоритель Богданова для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза. При этом дополнительная электростанция содержит установку прямого преобразования энергии с МГД генератором, которая электрически соединена с несколькими центральными дополнительными системами инжекции мишени. В этом случае при осуществлении термоядерных микровзрывов с помощью третьего ускорителя Богданова в установке прямого преобразования энергии с МГД генератором дополнительной электростанции возникает мощный электрический ток, который взрывает несколько лайнеров с мишенями в нескольких ракетах или снарядах испущенными несколькими центральными дополнительными системами инжекции мишени.

Второй вариант

Устройство для осуществления управляемой термоядерной реакции содержит емкостной накопитель энергии (конденсатор), который дает энергию для сжатия и разогрева мишени.

Емкостной накопитель энергии (конденсатор) выполнен рядом с установкой прямого преобразования энергии.

Лайнер с мишенью направляется внутрь рабочего объема первого МГД генератора установки прямого преобразования энергии. Емкостной накопитель энергии (конденсатор) через систему формирования импульса, включая коммутатор, обостритель импульса, формирующую линию, подает короткий мощный импульс тока с энергией 10 МДж на лайнер с мишенью. Лайнер взрывается и взрывает мишень. Первый МГД генератор вырабатывает ток и подает ток на следующий лайнер с мишенью, который предварительно был направлен внутрь рабочего объема второго МГД генератора установки прямого преобразования энергии. Второй МГД генератор вырабатывает ток и подает ток на следующий лайнер с мишенью, который предварительно был направлен внутрь рабочего объема третьего МГД генератора установки прямого преобразования энергии. И так далее. То же самое можно сказать про произвольные установки прямого преобразования энергии, например, которые не МГД генераторы. Лайнер взрывается внутри рабочего объема первой установки прямого преобразования энергии, она вырабатывает ток и направляет на второй лайнер, который взрывается внутри второй установки прямого преобразования энергии. Она вырабатывает ток и взрывает третий лайнер. И так далее.

Разновидностью этого варианта является вариант с мощным ускорителем электронов. Лайнер соединен с токоприемником, ускоритель электронов ускоряет электроны и направляет их на токоприемник. С токоприемника через лайнер течет электрический ток и взрывает лайнер.

Третий вариант

Вместо скорострельной реактивной установки установлена скорострельная автоматическая пушка. Мишени установлены в снаряде. От хвостовой части снаряда к автоматической пушке тянется проволока, по которой идет электрический разряд. А так этот вариант работает так же, как и вариант с ракетой.

Снаряды также могут быть выполнены как реактивными, так и нереактивными. Могут содержать реактивные двигатели или не содержать их и выстреливаться только энергией пороховых газов.

Четвертый вариант

Поток продуктов термоядерной реакции давит на поршень. Поршень может действовать на систему питания таким образом, что система питания вырабатывает при движении поршня электроэнергию, например, вращает динамо-машину системы питания, которая вырабатывает электроэнергию. При этом кинетическая энергия продуктов термоядерной реакции частично переходит в электричество.

Пятый вариант

Между электродами МГД генератора второго уровня и верхней стенкой реакторной камеры могут быть выполнены верхние ленты системы охлаждения, выполненные с возможностью перемещаться внутри реакторной камеры и предохранять стенки реакторной камеры от воздействия разлетающихся продуктов термоядерных микровзрывов. По периметру реакторной камеры со всех ее боковых сторон могут быть выполнены боковые ленты системы охлаждения.

Также этот вариант реакторной камеры рекомендуется устройству для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза без МГД генераторов установки прямого преобразования энергии.

В этом варианте верхние ленты системы охлаждения перемещаются внутри реакторной камеры и предохраняют верхнюю стенку реакторной камеры от воздействия разлетающихся продуктов термоядерных микровзрывов. Боковые ленты системы охлаждения перемещаются внутри реакторной камеры вдоль ее периметра и предохраняют боковые стенки реакторной камеры от воздействия разлетающихся продуктов термоядерных микровзрывов.

Более подробно реакторная камера с лентами системы охлаждения описана в описании третьего ускорителя Богданова для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза.

МГД генераторы не являются обязательным элементом конструкции и без них вполне можно обойтись.

Источники информации

1. Качмарек Ф. Введение в физику лазеров. Москва. 1981.

2. Дюдерштадт Дж., Мозес Г. Инерциальный термоядерный синтез. Пер. с англ. М. 1984, стр.18.

3. Дюдерштадт Дж., Мозес Г. Инерциальный термоядерный синтез. Пер. с англ. М. 1984, стр.20.

4. Дюдерштадт Дж., Мозес Г. Инерциальный термоядерный синтез. Пер. с англ. М. 1984, стр.225.

5. Дюдерштадт Дж., Мозес Г. Инерциальный термоядерный синтез. Пер. с англ. М. 1984, стр.226.

6. Дюдерштадт Дж., Мозес Г. Инерциальный термоядерный синтез. Пер. с англ. М. 1984, стр.223.

7. Дюдерштадт Дж., Мозес Г. Инерциальный термоядерный синтез. Пер. с англ. М. 1984, стр.227.

8. Дюдерштадт Дж., Мозес Г. Инерциальный термоядерный синтез. Пер. с англ. М. 1984, стр.220.

9. Физическая энциклопедия, Москва, Советская энциклопедия, т. 2, 1990 г., с.212.

10. Дюдерштадт Дж., Мозес Г. Инерциальный термоядерный синтез. Пер. с англ. М. 1984, стр.20.

11. Варнум У.С. Цилиндрические мишени, взрывание электрическим током. Пер. с англ. Nuclear Fusio, 1975, №6, р.1183-1184.

12. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. Москва, издательство Наука, 1965 г., стр.140.

13. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. Москва, издательство Наука, 1965 г., стр.138.

14. Уилсон М. Сверхпроводящие магниты. Москва, Мир, 1976, стр.10.

15. Кейлин В.Е., Черноплеков Н.А. Техническая сверхпроводимость, сверхпроводящие магнитные системы. Москва, 1988, стр.74.

16. Богданов И.Г. Магнитная катушка Богданова. Патент 2123215. Приоритет от 19.09.97 г.

17. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. 1996, стр.283.

18. Брехна Г. Сверхпроводящие магнитные системы, 1976 г., стр.626.

19. Бреев В.В. и другие. Магнитогидродинамические генераторы. Генераторы прямого преобразования тепловой и химической энергии. Итоги науки и техники. Москва. 1978 г., т. 4, стр.28.

20. Бреев В.В. и другие. Магнитогидродинамические генераторы. Генераторы прямого преобразования тепловой и химической энергии. Итоги науки и техники. Москва. 1978 г., т. 4, стр.22.

21. Бреев В.В. и другие. Магнитогидродинамические генераторы. Генераторы прямого преобразования тепловой и химической энергии. Итоги науки и техники. Москва. 1978 г., т. 4, стр.20.

22. Космические двигатели: состояние и перспективы. Под редакцией Кейвни Л., Москва. Пер. с англ. Издательство “Мир”, 1988 г., стр.152.

23. Физическая энциклопедия, Москва, Советская энциклопедия, т. 2, 1990 г., с.211.

24. Космические двигатели: состояние и перспективы. Под редакцией Кейвни Л., Москва. Пер. с англ. Издательство “Мир”, 1988 г., стр.154.

Изобретение относится к устройствам для осуществления управляемой термоядерной реакции, а конкретнее к устройствам для осуществления управляемой термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени со схемой гибридного инерциально-магнитного удержания плазмы, известным под названием устройства со схемой взрывающегося лайнера. Изобретение состоит в том, что устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит систему питания, по крайней мере, одну мишень с термоядерным топливом, систему инжекции мишени, систему хранения мишеней, при этом устройство содержит лайнер, выполненный вокруг мишени в виде цилиндра из проводящего материала, соединенный с двумя электродами. Новым в устройстве является то, что система инжекции мишени содержит автоматическую пушку, выполненную с возможностью стрелять снарядами, или реактивную установку, выполненную с возможностью стрелять ракетами. При этом внутри снаряда или внутри ракеты выполнена, по крайней мере, одна мишень с лайнером. Этот лайнер соединен с электродами. Система питания выполнена с возможностью электрически соединяться с этими электродами. Устройство дополнительно содержит магнитную катушку, переключатель и, по крайней мере, один провод. При этом один конец провода соединен с переключателем, а другой конец провода соединен с выходом магнитной катушки. Переключатель содержит систему коммутаторов. При этом один коммутатор выполнен с возможностью соединять магнитную катушку с лайнером и отсоединять магнитную катушку от лайнера. Кроме того, по крайней мере, один коммутатор выполнен с возможностью электрически соединять провод с лайнером и отсоединять провод от лайнера. Изобретение позволяет упростить и увеличить быстроту замены топлива. 29 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза, содержащее систему питания, по крайней мере, одну мишень с термоядерным топливом, систему инжекции мишени, систему хранения мишеней, при этом устройство содержит лайнер, выполненный вокруг мишени в виде цилиндра из проводящего материала, соединенный с двумя электродами, отличающееся тем, что система инжекции мишени содержит либо автоматическую пушку, выполненную с возможностью стрелять снарядами, либо реактивную установку, выполненную с возможностью стрелять ракетами, при этом либо внутри снаряда, либо внутри ракеты выполнена, по крайней мере, одна мишень с лайнером, причем лайнер соединен с электродами, а система питания выполнена с возможностью электрически соединяться с электродами, соединенными с лайнером.2. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что содержит магнитную катушку, переключатель и, по крайней мере, один провод, при этом один конец провода соединен с переключателем, а другой конец провода соединен с выходом магнитной катушки, при этом переключатель содержит систему коммутаторов, при этом один коммутатор выполнен с возможностью соединять магнитную катушку с лайнером и отсоединять магнитную катушку от лайнера, и, по крайней мере, один коммутатор выполнен с возможностью электрически соединять провод с лайнером и отсоединять провод от лайнера.3. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.2, отличающееся тем, что, по крайней мере, одна магнитная катушка выполнена в виде индукционной катушки системы питания, при этом система питания выполнена с возможностью запитывать индукционную катушку током.4. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.3, отличающееся тем, что система питания содержит, по крайней мере, одну пару индукционных катушек системы питания, имеющих одну общую ось и выполненных с возможностью запитываться токами противоположных направлений.5. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.2, отличающееся тем, что, по крайней мере, одна магнитная катушка выполнена в виде сверхпроводящей магнитной катушки, причем сверхпроводящая магнитная катушка установлена в криостате.6. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.2, отличающееся тем, что с магнитной катушкой электрически соединены два токоприемника магнитной катушки, причем с токоприемником соединен выход системы питания, при этом между токоприемниками выполнен разрядный промежуток, выполненный около токоприемников выхода магнитной катушки, причем магнитная катушка выполнена с возможностью пропускать электрический ток между стенками разрядного промежутка через разрядный промежуток, при этом система инжекции мишени выполнена с возможностью вводить внутрь разрядного промежутка либо снаряд, либо ракету таким образом, что образуется электрическая цепь, электрически соединяющая электроды лайнера с выходами системы питания.7. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что мишень выполнена в виде цилиндрической мишени, при этом торцы лайнера соединены с торцевыми электродами лайнера, выполненными в виде пластин, жестко соединенных с мишенью.8. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что либо снаряд содержит, по крайней мере, две разделяющихся части, либо ракета содержит, по крайней мере, две разделяющихся части, при этом мишень с лайнером выполнена, по крайней мере, в одной из частей, причем часть снаряда или ракеты с мишенью электрически соединена с другой отделяемой частью и все части ракеты или снаряда электрически соединены друг с другом.9. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.8, отличающееся тем, что один выход магнитной катушки электрически соединен с одним токоприемником магнитной катушки и с одним выходом системы питания, а другой выход магнитной катушки соединен с другим токоприемником магнитной катушки и с другим выходом системы питания, при этом автоматическая пушка или реактивная установка соединена с одним из токоприемников магнитной катушки и установлена с одной стороны от разрядного промежутка, а с другой стороны от разрядного промежутка установлен другой токоприемник магнитной катушки системы питания, причем головная часть снаряда или ракеты электрически соединена с электродом лайнера, а токоприемник лайнера, электрически соединенный с лайнером, выполнен на хвостовой части снаряда или ракеты, при этом предусмотрена возможность электрического соединения токоприемника лайнера и головной части ракеты с токоприемниками магнитной катушки, причем головная часть снаряда или ракеты выполнена с возможностью удаляться от части снаряда или ракеты с лайнером и мишенью.10. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.2, отличающееся тем, что ракета или снаряд содержат токоприемник лайнера, электрически соединенный с лайнером, причем токоприемник лайнера выполнен на хвостовой части снаряда или ракеты с возможностью электрически соединяться с выходом магнитной катушки с помощью проволоки, причем проволока намотана либо на снаряд, либо на ракету.11. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что содержит систему питания и систему охлаждения, при этом система питания выполнена с возможностью вырабатывать энергию за счет преобразования термоядерной энергии устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза.12. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что с электродами лайнера мишени электрически соединен коммутатор.13. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что содержит стенку термоядерного реактора, систему охлаждения и систему питания, при этом система охлаждения содержит контур подачи охлажденного теплоносителя, причем внутри стенки термоядерного реактора проходит участок контура подачи нагретого теплоносителя системы питания, при этом стенка термоядерного реактора выполнена около системы инжекции мишени и соединена с системой питания, причем система питания содержит тепловую машину, выполненную с возможностью запитывать энергией магнитную катушку за счет разницы температур двух контуров с теплоносителями.14. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что содержит, по крайней мере, одну установку прямого преобразования энергии.15. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.14, отличающееся тем, что установка прямого преобразования энергии содержит, по крайней мере, один МГД генератор.16. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.14, отличающееся тем, что магнитная катушка МГД генератора содержит пару токоприемников, выполненных с возможностью образовывать электрический контакт с электродами лайнера мишени.17. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что содержит сверхпроводящую магнитную катушку.18. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что с индукционной магнитной катушкой МГД генератора первого уровня электрически соединены два токоприемника индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня, при этом между токоприемниками выполнен разрядный промежуток, выполненный с возможностью осуществления с ним электрического контакта токоприемников выхода индукционной магнитной катушки, причем индукционная катушка выполнена с возможностью пропускать электрический ток между стенками разрядного промежутка через разрядный промежуток, при этом система инжекции мишени выполнена с возможностью вводить внутрь разрядного промежутка либо снаряд, либо ракету таким образом, что образуется электрическая цепь, электрически соединяющая электроды лайнера с выходами индукционной катушки и либо ракета, либо снаряд выполнены с возможностью вводить электроды лайнера мишени внутрь разрядного промежутка, причем выход системы питания электрически соединен с токоприемником индукционной магнитной катушки МГД генератора первого уровня.19. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что содержит криостат с жидким гелием, при этом индукционная магнитная катушка системы питания содержит часть обмотки, выполненную из сверхпроводника, причем часть обмотки, выполненная из сверхпроводника, установлена в криостат с возможностью охлаждения жидким гелием.20. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.2, отличающееся тем, что содержит сверхпроводящий провод и провод из нормального проводника, при этом с проводами соединен переключатель, содержащий три коммутатора, причем со сверхпроводящим проводом и проводом из нормального проводника через переключатель соединена индукционная магнитная катушка системы питания, при этом переключатель выполнен с возможностью электрически соединяться либо с автоматической пушкой, либо с реактивной установкой, причем переключатель выполнен с возможностью электрически соединять и отсоединять от индукционной магнитной катушки системы питания либо сверхпроводящий провод, либо провод из нормального проводника, либо реактивную установку или автоматическую пушку.21. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.8, отличающееся тем, что в хвостовой части ракеты или снаряда намотана проволока, причем проволока выполнена из проводящего материала, при этом ракета или снаряд содержит отделяющуюся головную часть и, по крайней мере, одну отделяющуюся часть с устройством для осуществления управляемой термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени, содержащую топливную термоядерную мишень, при этом на отделяющейся части с устройством для осуществления управляемой термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени выполнен реактивный двигатель, причем отделяющаяся часть с устройством для осуществления управляемой термоядерной реакции в топливной термоядерной мишени соединена с головной частью электрическим кабелем.22. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.8, отличающееся тем, что на головной части ракеты или снаряда выполнен коммутатор, выполненный с возможностью срабатывания при столкновении ракеты или снаряда с токоприемником, при этом коммутатор содержит передний электрод и задний электрод, причем между двумя электродами выполнен вакуумный промежуток, при этом по периметру вакуумный промежуток окружен изолятором.23. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что содержит, по крайней мере, две ракеты или снаряда, причем ракета или снаряд содержат токоприемник, при этом наружу поверхности ракеты или снаряда выходит участок токоприемника, выполненный из проводящего материала, причем токоприемники соседних ракет или снарядов электрически соединены проволокой.24. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.2, отличающееся тем, что, по крайней мере, один провод имеет сопротивление больше, чем у лайнера, а переключатель выполнен с возможностью соединять выход магнитной катушки с проводом и отсоединять выход магнитной катушки от провода.25. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.2, отличающееся тем, что, по крайней мере, один провод имеет сопротивление меньше, чем у лайнера, а переключатель выполнен с возможностью соединять выход магнитной катушки с проводом и отсоединять выход магнитной катушки от провода.26. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что содержит дополнительную электростанцию, содержащую ускоритель, содержащий систему пуска, по крайней мере, один источник заряженных частиц, по крайней мере, одну вакуумную камеру для ускорения заряженных частиц, по крайней мере, одну систему электродов, средства для вакуумной откачки, систему фокусировки, систему питания ускорителя, систему инжекции мишени и, по крайней мере, одну мишень, при этом с мишенью соединен, по крайней мере, один элемент системы фокусировки, причем ускоритель выполнен с возможностью выводить мишень из системы инжекции мишени, при этом источник заряженных частиц выполнен либо в виде источника ионов, либо в виде источника электронов, либо в виде источника плазмы.27. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что содержит дополнительную электростанцию, содержащую котел взрывного сгорания и устройство подачи внутрь котла взрывного сгорания либо термоядерных бомб малой мощности, либо зарядов боеприпасов с взрывчаткой, выполненной с возможностью взрываться при протекании в ней химических реакций.28. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.14, отличающееся тем, что, по крайней мере, два устройства для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза электрически соединены друг с другом и, по крайней мере, одно устройство выполнено с возможностью подавать электрический ток на другое устройство, при этом, по крайней мере, одно устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза содержит установку прямого преобразования энергии, выполненное с возможностью подавать электрический ток на другое устройство.29. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.27, отличающееся тем, что содержит установку для производства взрывчатки.30. Устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза по п.1, отличающееся тем, что ракета или снаряд содержат два токоприемника, соединенные проводами с системой питания, выполненными с возможностью разматываться при движении ракеты или снаряда, при этом с токоприемниками электрически соединен лайнер, выполненный в виде цилиндра из проводящего материала, причем внутри цилиндра выполнена мишень.