Покрытие внутренней стенки разрядной камеры термоядерной установки Советский патент 1988 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии и может быть применено при создании устройств управляемого термоядерного синтеза с магнитным удержанием, использующих метода ионно-циклотронно- го нагрева плазмы, например токамаков и стеллараторов.

Цель изобретения - повышение эффек тивности путем повышения предельного уровня вкладываемой в разряд мощности ионно-циклотронного нагрева :гшазмы.

Покрытие внутренней стенки разряд:иой камеры термоядерной установки выполняется из легкого химического эле- 1ента, для которого , где Z - зарядовое число, обогащенного изотопом, удовлетворяющим условию Z/A .0,5, где А - массовое число, В качестве покрытия может быть использован, например,.углерод, обргащенный изотопом С .

Работа покрытия состоит в следу- ющем.

Благодаря тому, что покрытие вакуумной камеры обогащено изотопом с отношением Z/A.0,5, происходит образование в поверхностном слое вакуумной камеры соединений на основе этого изотопа. Поэтому в результате взаимодействия пристеночной плазмы с поверхностью камеры в разряд будет поступать этот изотоп, например С . В таком случае основной примесью в плазменном шнуре будет являться изотоп углерода с , концентрация которого может достигать нескольких про- центов. В процессе ВЧ-нагрева с использованием эффекта конверсии быстрых магнитозвуковых волн в медленные плазменные волны вблизи зоны двойного циклотронного резонанса для дей- терия зона двойного циклотронного резонанса дпя изотопа углерода С будет находиться в области распространения плазменной волны. В этом случае поглощение ВЧ-энергии будет в основном происходить за счет поглощения на двойной циклотронной частоте для ионов С . В результате ку- лоновского обмена ионы изотопа углерода С будут передавать приобретенную энергию основным компонентам плазмы. Благодаря относительно большой концентрации резонансных ионов и их относительно высокому заряду будет осуществляться преимущественный нагрев ионов основной компоненты даже при увеличенных уровнях мощности. Кроме того, несмотря на то, что в процессе нагрева возможен уход резонансных ионов с из разряда, этот уход будет компенсироваться ионами того же сорта в результате взаимодействия пристеночной плазмы с поверхностью, насыщенной изотопом углерода с . Таким образом в процессе нагрева в разряде будет поддерживаться достаточно высокая концентрация резонансных ионов и при этом концентрация примесей будет оставаться на приемлемом уровне, например, из условия допустимых радиационных потерь. Если в разряде присутствуют также ионы основного изотопа углерода (С ) поглощение медленной волны на таких ионах не происходит, так как дпя этих ионов ,5.

Формула изобретения

1. Покрытие внутренней стенки разрядной камеры термоядерной установки с ионно-циклотронным нагревом плазмы, содержащее легкие химические элементы с зарядовым числом , отличающее ся тем, что, с целью повышения его эффективности путем повьш1ения предельного уровня вкладываемой в разряд мощности ионно-циклотронного нагрева плазмы, в него дополнительно введены изотопы химических элементов, для которых Z/A«iO,5, где А - массовое число.

2„ Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено из углерода, в которое введен изотоп углерода с .

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии и может быть применено при создании устройств управляемого термоядерного синтеза с магнитным удержанием, использующих ионно-циклотрониый нагрев плазмы, в частности токамаков и стеллараторов. Цель изобретения - повышение эффективности покрытия внутренней поверхности разрядной камеры путем повьшения предельного уровня вкладьгааемой в разряд мощности ионно-циклотронного нагрева плазмы. Покрытие внутренней стенки разрядной камеры выполняют из легких химических элементов, обогащенных изотопами, для которых ,5,где Z - зарядовое число; А - массовое число, например изотопом углерода с . За счет того, что этот изотоп является основной примесью в разряде, значительного увеличения радиационных потерь не происходит. При высокочастотном нагреве с использованием эффекта конверсии быстрых магнитозву- ковмх волн в медленные плазменные волны вблизи зоны двойного циклотронного резонанса дпя дейтерия зона двойного циклотронного резонанса для изотопа С будет находиться в области распространения плазменной волны. Поглощение высокочастотной энергии будет происходить в основном за счет поглощения на двойной циклотронной частоте ионами С , а высокая концентрация этого изотопа в- разряде обеспечивает повышение мощности высокочастотного нагрева. Изобретение ис- клкиает необходимость введения тяжелых примесей. 1 з.п. ф-лы. W с 00 Од 00

ВНИИПИ Заказ 3790754 Тираж 395

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное