Изобретение относится к устройствам, используемым при исследованиях в области физики плазмы в связи с проблемой управляемого термоядерного синтеза, и может быть применено, в частности, на установках ТОКАМАК.
Известен инжектор топливных таблеток, содержащий устройство для формирования таблеток, зарядник, ствол, систему подачи ускоряющего газа, систему дифференциальной откачки.
Недостатком данного устройства является наличие охлаждения ствола и системы подачи газа жидким гелием, что не позволяет использовать для ускорения нагретый газ, ограничивая тем самым скорость таблетки на выходе из инжектора из-за большого расхода жидкого гелия.
Наиболее близким техническим решением является инжектор топливных таблеток для термоядерных установок, содержащий устройство формирования таблеток и зарядник, теплоизолированные от системы подачи газа с нагревателем и ствола, расположенные на одной оси, систему дифференциальной откачки и систему синронизации, а также систему предускорения.
.Недостатками данной системы является вероятность потери массы из-за разрушения таблетки твердого дейтерия при движении в устройстве пред варительного ускорения и встреливании ее в ствол, потеря массы таблетки из-за испаренияj так как она наход,ится в стволе комнатной температуры 1-2 мс до начала ее основного ускорения, как следствие образовани зазора между .таблеткой и стволом, что ведет к ее дополнительному испарению, отсюда к потере 40-50% массы и нарушению скорости таблетки.
Целью изобретения является повышение надежности за счет снижения потерь массы таблетки.
Цель достигается тем, что в инжекторе топливных таблеток для терм ядерных установок, содержащем устройство для формирования таблеток и зарядник, теплоизолированные от системы подачи газа с нагревателем и ствола, расположенных на одной оси, систему дифференциальной откачки и систему синхронизации, система подачи газа и ствол вьтолнены с
15 2 возможностью перемещения и герметичной стыковки с зapядн кoм на время инжекпии.
На чертеже дана структурная схема инжектора топливных таблеток. Инжектор содержит устройство формировния топливных таблеток 1, зарядник 2, систему подачи газа 3, ствол А, привод 5, систему дифференциальной откачки 6. Соединение системьт подачи газа и ствола с зарядником только на время выстрела показано пунктирными линиями вместо сплошных.
Инжектор работает следующим образом.
В исходном положении таблетка, образованная при температуре -10 К в устройстве формирования таблеток 1, с помощью зарядника 2 устанавливается перед входом в ствол 4 на одну ось. Перед соединением ствола 4 и системы подачи газа 3 с зарядкиком 2 все три элемента друг от дру.га изолированы, причем зарядник 2 с системой формирования таблеток 1 полностью находятся в высоком вакууме, а ствол и система подачи 3 могут находиться полностью или частично в вакууме так, чтобы между ними и зарядником были вакуумные промежуки. На время инжекции все три элемета соединяются водно целое, причем зарядник 2 с находящейся в нем таблеткой неподвижен, а ствол 4 и система подачи газа перемещается к нему с двух сторон по оси движения таблеток. Одновременно с соединением осуществляется импульсная подача газа. Таблетка из зарядника входит с нулевой начальной скоростью в ствол и ускоряется в нем под действием расширяющегося газа.Ускоренная таблетка попадает в систему дифференциальной откачки 6, которая поглощает ускоряющий газ, завершая процесс выстрела. Одновременно с окончанием выстрела привод 5 отсоединяет и тем самым изолирует через вакуум систему подачи газа 3 и ствол 4 от зарядника 2, который охлаждается 7ШДКИМ гелием до температуры «10 К и забирает из устройства формирования таблеток 1 очередную таблетку, устанавливая ее перед входом в ствол в исходное положение.
Промежуток времени между соединением системы подачи газа и ствола ,с зарядником и началом ускорения
3
таблетки может составлять величину одной миллисекунды за счет применения быстродействующего клапана в системе подачи газа. Это дает возможность использовать при работе инжектора ствол и систему подачи газа при комнатной температуре, что легко обеспечить за счет дешевого водяного охлаждения даже при использовании ускоряющего газа с температурой до 2000-3000 К. Скорость топливных таблеток может быть при этом увеличена в 3-5 раз по сравнению с режимом ускорения газом комнатной температуры.
Преимущества системы заключаются в исключении разрушения таблетки твердого дейтерия за счет ис1261154
ключения предварительного ускорения таблеток уменьшения вероятности испарения таблеток за счет уменьшения времени нахождения таблетки в 5 стволе. Уменьшение потерь массы приводит к повьшгению скорости движения таблетки.
Увеличение скорости таблеток позволит вводить топливо в области 10 плазменного шнура, расположенные вблизи центра разрядной камеры. Соответственно может быть уменьшена частота инжекции топливных таблетд с за счет возрастания времени
15 жизни плазмы и появятся дополнительные возможности по формированию профилей плотности плазмы и тока в реакторе.
ИНЖЕКТОР ТОПЛИВНЫХ ТАБЛЕТОК ДЛЯ ТЕРМОЯДЕРНЫХ УСТАНОВОК, содержащий устройство формирования таблеток и зарядник, теплоизолированные от системы подачи газа с нагревателем и ствола, расположенных на одной оси, систему дифференциальной откачки и систему синхронизации, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности за счет снижения потерь массы таблеток, система подачи газа и фтвол выполнены с.возможностью перемещения вдоль от ствола и герметичной стыковки с зарядником на время инжекции;
