Устройство для удержания плазмы Советский патент 1988 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к области физики высокотемпературной плазмы и может быть иопольэовано при разработке установок управляемого термоядерного синтеза.

Целью изобретения является повышение знерговыхода термоядерной реакции путем эффективного использования магнитного объема при одновременном упрощении конструкции термоядерной установки.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - отдельная катушка магнитной системы.

Устройство для удержания плазмы содержит инжектор 1 нейтральных частиц, винтовой тороидальный соленоид 2, силовой каркас 3, блок вакуумной откачки 4.

Винтовой тороидальный соленоид 2 состоит из дискретных катушек 5 (на фиг. 2 показана эллиптическая форма катушек), которые располага ются на силовом каркасе 3 посредством бандажа, состоящего из двух полуколец: полукольцо 6 располагается на опорном каркасе, другое полукольцо 7 замыкает в бандаж катушку 5. Крепление полуколец бандажа осуществляется болтами с гайками 8 и 9. Перемычки 10 с помощью болтового соединения 1 обеспечивают электрический контакт катушек.

Сборка установки осуществляется следующий образом.

Каждый виток располагается на только для него предназначенном листе силового каркаса, потому что имеет индивидуальный бандаж, который обеспечивает необходимый поворот профильного сечения витка 5. Бандаж с катушкой образуют модуль, который располагается на опорном каркасе полукольцом 6. Собранные в заданной последовательности на опоре дискретные катушки образуют винтовой тороидальный соленоид.

Предлагаемая установка работает следующим образом.

После приготовления рабочей смеси газов в вакуумной камере соленоид продольного поля подключается к источнику питания. Затем напряженность магнитного поля повышается до уров

ня, которое может обеспечить удержа- 55 изъятым из магнитной системы для

ние высокотемпературной плазмы. Заполнение ловушки происходит посредством инжектирования в нее из инжек

0

5

0

0

5

0

5

тора I предварительно разогнанного до высоких значений скоростей нейтрального газа (дейтерия и трития), который легко преодолевает магнитную стенку. Высокоэнергетические атомы изотопов водорода в процессе столкновения с молекулами остаточного газа ионизируются и полученные таким образом ионы, естественно, удерживаются магнитной ловушкой, т.е. полем винтового соленоида 2. При каждом акте столкновительной ионизации, образовавшийся ион сохраняет в основном энергию ускоренного нейтрального атома.

В связи с тем, что установка имеет конфигурацию магнитного поля, благоприятную для удержания термоядерной плазмы без пропускания токов в самой плазме и удерживающие поля, достаточные для применения бестоковых методов нагрева, она может обеспечить стабильное удержание плазмы высокого давления / 0,2 - 0,3. Кроме того, возникающий шир существенно улучшает удерживающие свойства магнитной ловушки, поскольку с широн связан очень сильный, линейный по р, эффект самостабилизации плазмы.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что дискретные профилированные катушки располагаются на пространственной оси так, чтобы каждая следующая катушка была повернута на некоторый угол относительно предыдущей. Таким образом, появляется возможность, изменяя этот угол конструировать магнитные поля различных конфигураций. Соленоиды, состоящие из таких катушек, позволяют отказаться от использования дополнительных винтовых проводников , являющихся наиболее сложным элементом магнитных ловушек с пространственной осью. Такое техническое решение конструкций плазменной ловушки создает условия, позволяющие использовать принцип модуль-, ной системы термоядерной установки. Другими словами, каждый дискретный виток основного соленоида установки в виде отдельного модуля может быть

проведения каких-либо технологических мероприятий, значительно упрощается сборка всей установки в целом.

облегчается доступ к камере с плазмой и т.д.

Токи, протекающие по дискретным катушкам некруглого, а например, эллиптического, треугольного или более сложного сечеиия, имеющим угловой сдвиг, служат для создания шира, а вращательное преобразование угла создано пространственной осью магнитной системы. Для того, чтобы шир был достаточно больщим, необходимо чтобы число вращения профилированных катушек превышало число периодов винтового тороидального соленоида.

Формула изобретения

Устройство для удержания плазмы, содержащее вакуумную камеру, средства создания ппазмы и магнитную систему, состоящую из катушек, образующих винтовой тороидальный соленоид, отличающееся тем, что, с целью повьппения энерговыхода термоядерной реакции путем эффективного использования магнитного объема при одновременном упрощении конструкции установки, катушки выполнены некруглого сечения с числом вращения сечения катушки, превышающим число периодов винтового тороидального соленоида.

Изобретение относится к установкам термоударного синтеза. Изобретение позволяет повысить энерговыход термоядерной реакции путем зф- фективиого использования магнитного объема при одно.временном упрощении конструкции. Катушки 5 винтового соленоида выполнены некруглого сечения и расположены по оси так, чтобы каждая следующая катушка была повернута на некоторый угол, что позволяет получить поле различной конфигурации. Такое выполнение соленоида позволяет отказаться от использования дополнительных винтовых проводников, являющихся наиболее сложным элементом магнитных ловушек с пространственной осью. Токи, протекающие по катушкам, служат для создания шира, причем для того, чтобы шир был достаточно большим, необходимо, чтобы число вращения профилированных катушек превьш1ало число периодов винтового тороидального соленоида. 2 ил. « с (Л

// - 7/ /// /// ///

Редактор А, Бер

Составитель В, Чуянов Техред М.Ходанич

Заказ 1201Тираж 395Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А. Обручар