Устройство для инжекции таблеток твердого топлива Советский патент 1988 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к плазменной технике, а точнее, к устройствам для ввода в плазменные ловушки и может быть и спользовано при разработке и создании крупных термоядерных установок.

Цель изобретения - более эффективное поддержание первоначального распределения плотности плазмы в термоядерной установке.

На фиг. 1 изображено предлагаемое ycTpofjcTBo (пластины пакета выполнены в виде прямоугольника); на фиг.2- то же, (пластины пакета выполнены в виде круга); на фиг, 3 - то же, вид сверху.

Пакет пластин 1 расположен в металлическом корпусе 2. Криостаты 3, с находящимися в них твердым топливом 4, сообщаются с каналами 5 и 6. Снаружи на криостаты 3 и на корпус 2 напаяны теплообменники 7 в виде трубчатой спирали, по которой прокачивается жидкий гелий. В верхней части криостатов располагаются поршни 8 rt 9, при помощи которых твердое топли- ро подается в каналы 5 и 6.

Пластины 1 и корпус 2 имеют по три равноудаленных друг от друга отверстия, расположенные на одной оси. В варианте предлагаемого устройства (фиг. 2) отверстия равноудалены от оси вращения диска и расположены в вершинах равнобедренного треугольника. Отверстия образуют каналы 5 и 6 для ввода топлива и канал 10 - для ускорения таблеток твердого топлива, С каналом 10 сообщается ускоряющее устройство И, например пневматическая пушка. В пакете по крайней мере две из пластин имеют различные толт щины. пластин и диаметр отверстий выбираются такими, чтобы при заполнении их твердым топливом число атомов дейтерия или трития там составляло 5-20% от числа ионов плазмы термоядерной установки. Соотношение толщин пластин в пакете определяется параметрами плазмы в установке: температурой и плотностью и их распределениями вдоль сечения плазменного объема.

Устройство работает следующим образом. При подаче жидкого гелия в теплообменники 7 корпус 2 и криостат 3 охлаждаются при достижении рабочей температуры (5°К) в Криостатах 3 огверждается топливо 4, например,дей

терий или тритий. При помощи поршня 8 твердое топливо заполняет канал 5, канал 6 при этом остается свободным. Затем верхняя пластина пакета 1 перемещается вправо на длину, равную расстоянию между каналами 5 и 10, при зтом отверстие верхней пластины,заполненное твердым Топливом, устанавливается В ускоряющем канале 10, а отверстие, ранее сообщающееся с кана- лоМ 10, совмещается с каналом 6.Включается ускоряющее устройство, ускоряющий импульс которого выбирается за- . ранее таким, чтобы таблетка наименьшей толщины (и следовательно наименьшей массы-т), получила скорость U, необходимую для пролета в центральную область термоядерной установки, и таблетка твердого топлива выстреливается в плазменный объем. (Величину Р m и . в процессе работы изменять не представляется возможным. Одновременно с включением ускоряющего устройства поршень 9 начиняет выдавливать твердое топливо в канал 6.Затем последовательно, одна за другой,перемещаются вправо остальные пластины пакета и также последовательно инжектируются в канале 10 переносимые пластинами таблетки, заполнявшие ранее канал 5. За это время происходит заполнение твердым тогшиБом канала f, Так как инжектируются таблетки, образованные на пластинах, толщины которых отличаются, то они обладают различными массами. Следовательно более толстые таблетки инжектируются в плазменный объем с меньшей скоростью Ш. Уменьшение скорости движения

таблетки в высокотемпературной плазме приводит к более чем линейному возраста;1ию скорости ее абляции,следовательно, более крупные таблетки испаряются эффективнее. Позтому,таблетки, инжектированные с пластин различной толщины, доставляют топливо в разные области плазменного объема, что и способствует более зффективно- му поддержанию первоначального распределения плотности плазмы в термоядерной установке.

После выстреливания последней таблетки канал 6 заполняется топливом полностью и устройство возвращается в исходное положение с той лишь разницей, что теперь все пластины перемещены вправо и канал 6 заполнен топливом, а канал 5 - свободен,Уст

3 1

ройство продолжает работать в обрат- ном порядке и так далее.

Отличие варианта устройства заключается в том, что обойма в нем набрана из круглых дисков 1 и подача топлива из каналов 5 и 6 в канал 10 осуществляется за счет вращения каждого из дисков вправо и плево вокруг своей оси на угол, равный угловому расстоянию между каналами 5 и 10 или 6 и 10.

ула изобр тения

Устройство для .инжекции таблеток твердого топлива в термоядерную установку по авт,св.№1 102389, отличающееся тем, что, с целью более эффективного поддержания первоначального распределения плотности плазмы в установке, по крайней мере, две из пластин в пакете изготовлены различной толщины.

Изобретение относится к плазменной технике и является дополнительным к a8T.Ct.№ 1102389. Целью изобретения является более эффективное поддержание первоначального распределения плотности плазмы в установке. Для этого в пакете пластин, по крайней мере, две пластины имеют различную толщину. Инжектируемые таблетки,образованные на пластинах, толщины ко- торых различаются, обладают различными массами. Большие по массе таблетки инжектируются в плазменный объем с меньшей скоростью, что приводит к более, чем линейному возрастанию скорости ее абляции. Испарение их происходит эффективнее. Таблетки, инжектированные с пластин различной толщины, доставляют топливо в разные области плазменного объема, что способствует более эффективному поддержанию первоначального распределения плотности плазмы в термоядерной установке. 3 ил. (Л СлЭ го О) rv)

о

;w xNx xx4Vt

« о о

f

ю

Фиг./

J/.

Фи г.2

Редактор Н. Тимонина

Составитель В. Чуянов Техред М.Дидык

Заказ 3386 . Тираж 395Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Фиг.З

Корректор Л. Патай