ТЕРМОЯДЕРНАЯ УСТАНОВКА ТИПА ТОРСАТРОН Советский патент 1994 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к термоядерным установкам торсатрон стеллараторного типа с винтовой обмоткой.

Целью изобретения является повышение экономической эффективности установки путем увеличения коэффициента возврата диверторно-вакуумной системы и ее упрощения.

На чертеже изображена схема установки.

Установка представляет собой разрядную камеру 1 с диверторными каналами 2, ведущими от нее к приемным пластинам 3, установленным на внутренних поверхностях каналов в области колен, каналами откачки 4, соединяющими диверторные каналы со средствами откачки. Она имеет также бланкет 5, защиту 6 и винтовую обмотку 7.

Устройство работает следующим образом. При зажигании и поддержании термоядерной реакции в разрядной камере 1 ионы топлива и примесей, попавшие на периферию плазменного шнура в область за магнитной сепаратриссой, движутся вдоль диверторных силовых линий магнитного поля, проходят диверторный канал и нейтрализуются на приемных пластинах. После нейтрализации нейтральный газ распространяется по диверторному каналу в обратном направлении и каналу откачки к вакуумным насосам. При этом относительное количество нейтрального газа, возвращающегося обратно в разрядную камеру по диверторному каналу, равно вероятности прохождения через диверторный канал отдельной частицы после нейтрализации на приемной пластине. Обозначив S₁ - скорость откачки во входном сечении диверторного канала (S₁ = G₁, G₁ - проводимость диверторного канала), S₂- скорость откачки в выходном сечении канала откачки (в предположении 100% -ной откачки газов, выходящих из канала откачки S₂= G₂), получим
R = > = ,
где Q_полн, Q_обр - полный и обратный потоки нейтрального газа.

Величины проводимостей G₁ и G₂ являются функциями геометрических параметров диверторного канала и канала откачки. В торсатроне диверторные каналы и каналы откачки короткие. Для коротких каналов G-h². В этом случае неравенство будет иметь вид
R > = . Выбором геометрических параметров каналов можно обеспечить задаваемый коэффициент возврата. Ширина диверторного канала должна быть достаточно большой, чтобы тороидальный дрейф заряженных частиц не сказывался на эффективности его работы. Обеспечение задаваемого коэффициента возврата R (R<0,1) в этом случае может производиться выбором геометрических размеров канала откачки. Этим достигается увеличение экономической эффективности установки, так как отсутствие жестких ограничений на ширину входной щели дивертора и разделительных диафрагм приводит к возможности увеличения коэффициента захвата плазмы дивертором и коэффициента возврата диверторно-вакуумной системы. Диверторно-вакуумная система отличается простотой исполнения, нет пространственных ограничений на размещение средств откачки, немаловажным является наличие легкого доступа к средствам откачки, который осуществляется без разборки всей диверторно-вакуумной системы. (56) Быков В. Е. и др. "Выбор физических параметров реактора-торсатрона" Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез, 1980, вып. 2(6), с. 21, Москва, Институт атомной энергии.

Сороковой Л. Г. и др. "О параметрах диверторно-вакуумной системы торсатрона-реактора". Препринт ХФТИ АН УССР, ХФТИ 82-2, Харьков, 1982, с. 10.

ТЕРМОЯДЕРНАЯ УСТАНОВКА ТИПА ТОРСАТРОН, содержащая разрядную камеру, винтовую обмотку, бланкет, защиту, диверторно-вакуумную систему с каналами откачки, диверторными каналами и приемными пластинами, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее экономической эффективности путем увеличения коэффициента возврата диверторно-вакуумной системы и ее упрощения, диверторные каналы выполнены в форме колен, параллельных шинам винтовой обмотки, и непосредственно соединены с каналами откачки, а приемные пластины установлены на внутренних поверхностях диверторных каналов в области колен, при этом каналы выполнены в соответствии с соотношением
< R , ,
где R - задаваемый коэффициент возврата нейтрального газа;
F₂₀ - площадь входного сечения канала откачки;
F₁₀ - площадь входного сечения диверторного канала.