Устройство для удержания высокотемпературной плазмы типа "Дракон Советский патент 1990 года по МПК G21B1/00 

00 :о

00

9д 00

П

ИчоГфстрммр относится к области

Техник, связанной с проблемой создания упрапляемого термо ядерного реактора.

Целью изобретения является увеличение знерговычода термоядерной реакции путем попыгаения энергетического времени удержания высокотемпературной плазмы.

На фиг. 1 представлена схема устройства i на фиг. 2 - схема переходного участка.

Устройство состоит из двух прямолинейных участков 1, двух замыкающих участков 2 и двух пар переходных участков 3, которые соединяют прямолинейные участки с замыкающими, образуя тем самым замкнутую магнитную ,систему. Границы участков на фиг. 1 выделены пунктирными овалами. Замыкающий участок 2 может быть образова например, двумя соленоидами в виде полуторов и прямой вставкой между ними. Плоскости полуторов должны находиться друг к другу под углом, чтобы обеспечить в замыкающем участке вращательное преобразование. Пе реходный участок 3 имеет форму углового, соленоида, вьтолненного, на- пример, в виде четверти тора, ось .которого является плоской кривой. Необходимо также выполнить ряд условий. Во-первых, оси переходных уча- стков 3 и ось примыкающего к нему прямолинейного участка 1 должны лежать в одной плоскости. Во-вторых, нормали 4 к оси переходного участка в точке стыкования 5 осей прямолинейного и переходных участков должны быть противонаправлены на противоположных концах прямолинейного участка с образованием S-образного профиля.

Для того, чтобы создать в переходном участке 3 нарастающую напряженность магнитного поля следует, например, сделать разные диаметры входного 6 и выходного 7 торцов углового соленоида 3. На фиг. 2 показано, что радиус выходного торца 7 переходного участка 3 на границе с прямолинейным участком 1 (фиг. 1) ловушки больше радиуса входного торца 6 на границе с замыкающим участком 2, или этот участок выполнен с нарастающей от прямолинейного к замыкающему плотностью токонегущих витков.

Предлагаемая магнитная ловушка для удержания плазмы работает следую)82

щим образом. После приг отовлрния рабочей смеси газов (дейтерия и трития) в вакуумной камере магнитная система подключается к источнику пи- тания. Затем напряженность магнитного поля поднимается до уровня, обеспечивающего удержание высокотемпературной плазмы. Заполнение ловушки

происходит посредством инжектирования в прямолинейный участок 1 (фиг.1) предварительно разогнаного до высоких значений скорости нейтрального газа. Высокознергетичные атомы изотопов водорода в процессе столкновения с молекулами остаточного газа ионизируются. Для дополнительного подогрева плазмы используются высокочастотные методы. Далее происходит

термоядерная реакция.

В качестве конкретного варианта плазменной ловушки выбрана установка, у которой радиус прямолинейного участка 1 равен 0,5, а длина 10 м, при

этом предполагается, что радиус плазменного столба 0,2 м, радиус кривизны переходного участка 3 равен 2 м. Для ловушки таких геометрических параметров и напряженности магнитного поля

в прямолинейных участках - 3 Тл, знергетическое время удержания оказывается большим, а именно б 0,5 с. В условиях термоядерных температур (Т 10 кэВ) и предельно большого для данного криволинейного элемента

давления ( /i « 5%) можно рассчитьшать

на высокое значение критерия Лоусона .

Формула изобретения Устройство для удержания высоко-

температурной плазмы типа Дракон, представляющее собой замкнутую магнитную ловушку, содержащее соленоид, вьтолненный в виде двух взаимноперпен- дикулярных прямоугольных участков,

двух пар замыкаю цих н двух пар соеди няющих их переходных участков, о т- личающееся тем, что, с целью увеличения времени удержания высокотемпературной плазмы, каждый

переходной участок выполнен в виде тороидального соленоида с нарастающей от прямолинейного к замыкающему участку плотностью токонесущих витков, а оси пар переходных участков,

примыкающих к одним и тем же торцам прямолинейных участков, образуют S-образные фигуры, Лежятие в одно плоскости.

r

Изобретение относится к области физики высокотемпературной плазмы, в частности| к проблеме создания управляемого термоядерного реактора. Целью изобретения является увеличение времени удержания высокотемпературной плазмы. В ловушке с помощью пар прямолинейных замыкающих и двух пар переходных участков, примыкающих S-образно с торцов к прямолинейным, создают магнитное поле замкнутой конфигурации с вращательным преобразованием в замыкающих участках и нарастающей от прямолинейных к замыкающим напряженностью в переходных участках. 2 ил.

Фив.;