Дивертор токамака Советский патент 1985 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к технике удержания и нагрева плазмы и может быть использовано при разработке ус тановок управляемого термоядерного синтеза. Для нагрева плазмы в замкнутых ло вушках до термоядерньк температур требуются системы отвода частиц примесей из плазмы, называемые диверторами. Известны диверторы токамака, содержапше вакуумную камеру, соединенную с камерой ловушки токамака, магнитную систему и коллектор. Конфигурация вакуумной камеры может отвечать различным типам дивертора: торо идального, полоидального или локального Ci 1Магнитная система известных диверторов создает магнитное поле, так что силовые линии имеют в вакуумной камере дивертора криволинейную конфи гурацию, коллектор же вьтолнен в вид прямолинейных пластин, пересекающих силовые линии магнитного поля. Известные диверторы не обеспечивают надежной защиты плазмы ловушки от попадания в нее частиц, выбитых из коллектора ионами отбираемых примесей. Ближайшим техническим решением к предложенному является дивертор тока мака, содержащий вакуумную камеру, сообщающуюся с камерой ловушки токамака, систему откачки, магнитную сис тему, создающую магнитное поле, силовые линии которого криволинейны, и коллектор, вьтолненньй в виде криволинейных пластин, пересекающих силовые линии магнитного поля L2J. В известном диверторе пластины коллектора вьтолнены той же кривизны, что и силовые линии.магнитного поля в месте их установки, и установлены так, что силовые линии магнитно го поля на входе в дивертор пересека ются с внутренней поверхностью пластин коллектора, а на (выходе из дивер тора - с их внешними поверхностями. Установка криволинейных пластин коллектора в диверторе под малым углом (до 10) к магнитным силовым линиям,-пересекающим эти пластины, ограничивает выход с поверхности кол лектора распыляемых частиц, находищихся в ионизированном состоянии, из-за конечного размера их ларморовского радиуса. Однако некоторая доля нейтральных частиц, уходящих с внутренней поверхности пластин коллектора, может быть ионизирована в пространстве между пластинами и уйти в объем ловушки через выход дивертора, не будучи перехваченной соседней пластиной. Цель изобретения - снижение уровня загрязнения плазмы. Эта цель достигается тем, что в диверЧоре токамака, содержащем ваку- умную камеру, сообщающуюся с камерой ловушки токамака, систему откачки, магнитную систему, создающую магнитное поле, силовые линии которого криволинейны, и коллектор, выполненный в виде криволинейных пластин, пересекакмцих силовые линии магнитного поля, пластины коллектора вьтолнены большей кривизны, чем кривизна силовых линий магнитного поля в месте установки пластин. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен поперечный разрез дивертора токамака. Дивертор содержит вакуумную камеру 1, откачиваемую с помощью системы откачки (на чертеже не показана) через патрубки 2. Вакуумная камера 1 соединена с камерой ловушки 3 токамака патрубками 4. Магнитная система, образованная катушками 5 и 6, создает магнитные поля с криволинейными силовыми линиями 7. Коллектор вьтолнен в виде криволинейных пластин 8 с кривизной, большей кривизны силовых линий магнитного поля в месте установки пластин Симметрично входу и выходу в дивертор магнитных силовых линий. Пластины могут быть вьтолнены охлаждаемыми. Дивертор работает следующим образом. Включают катушки 5,6 так, что соз- Ь1аваемое ими магнитное поле наиравлеНо встречно магнитному полю ловушки. При достаточной напряженности магнитного поля, создаваемого катушками 5 и 6, силовые линии 7 из периферийных областей камеры ловушки 3 вводятся через патрубок 4 в вакуумную камеру 1 дивертора и выводятся обратно, как это показано на чертеже. Прц создании в камере ловущки 3 плазмы периферийная ее часть, наиболее загрязненная примесями, поступающими со стенки камеры ловушки, вьшодится дивертяруемыми магнитными силовыми линиялм 7 на пластины 8 коллектора,,

J10806494

Под действием частиц из плазмы наружной части зазора между соседни-т может наблнадаться эрозия пластин ми пластинами, что практически исколлектора, образующиеся при зтом ключает их попадание в объем-камеры заряженные и нейтральные частицы ловушки 3.

должны быть перехвачены пластинами j-,

8, Выполнение пластин 8 коллектора Таким образом, изобретение позвокривизной большей кривизны силовых ляет снизить загрязнение плазмы в линий, обеспечивает равную скорость ловушке путем уменьшения потока часнейтральных частиц, образованных даже тиц, образующихся в результате эро- на. kpara пластины, и на входе и на to зии пластин коллектора, и соответвыходе дивертора, направленную к ственно повысить температуру плазмы.

ДИВЕРТОР TOKAMAKA, содержащий вакуумную камеру, сообщающуюся с камерой ловушки токамака, систему откачки, магнитную систему, создающую магнитное поле, сотовые линии которого криволинейны, и коллектор, выполненный в виде криволинейных пластин, пересекающих силовые линии магнитного поля, о т л и ч а ю щ и и - . с я тем, что, с целью снижения уровня загрязнения плазмы, пластины коллектора выполнены большей кривизны, чем кривизна силовых лийий магнитного поля в месте установки пластин.