Устройство для удержания высокотемпературной плазмы во встречных магнитных полях Советский патент 1990 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к технике, связанной с npoOnehioft создания управляемого термоядерного реактора.

Целью нэовретення является уменьшение энергетических затрат на соз- дание устойчивой плазмы во встречных магниУных полях.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

В основном объеме ловутцкй 1, образованной электромагнитными катушками 2, частицы удерживаются как в обычном клссическом пробкотроне. Электрод 3 служит для улучшения удержания частиц только в области 4 не- адиабатичности. Причем из-за малости объема области 4 неадиабатичности требуемое время удержания может быть значительно меньше, чем в основном объеме ловушки 1. Физическая картина удержания в зоне неадиабатичности такая же, как в ловушке Лаврентьева провисание потенциала поперек щели в пробке. Только теперь провисает потенциал не корпуса электромагнитных катушек 2, а самосогласованный потенциал плазмы в области 5. Единственное требование для эффективного Лровисания - малость поперечного размера области 4 неадиабатячности по сравнению с дебаевским радиусом плазмы в области максимальных магнитных полей. Это требование легко выполнить, в частности, если плазма во встречных пробках электронно- горячая.

Примером конкретного применения изобретения является установка со следующими параметрами.

Расстояние между круглыми электромагнитными катушками - 8 см, величина максимального,магнитного поля 25 кгс. Электронно-горячая плазма с

см и температурой

плотностью 10

10-100 кэВ образуется электронным циклотронным нагревом от мощного СВЧ-генератора - гитротрона. Поперечный размер проекции области неадиабатичности электронов в кольцевой области максимальных магнитных полей составляет 10 - 10 см, что меньше дебаевского радиуса плазм

Электрод с размерами в несколько мм позволит существенно понизить потери из области 4 неадиабатичности.

Устройство имеет следующие преимущества по сравнению с ловушкой Лаврентьева.

Расстояние между электромагнитными катушками велико, что делает плазму более однородной и устраняет причину наблюдавшейся в экспериментах турбулентности. Это снижает энергетические затраты. Кроме того, на электрод выходит сравнительно малая

доля энергии плазмы только из области 4 неадиабатичности. Следовательно, плотность потока энергии на электрод ниже, что сберегает его от повреждения .

Применение изобретения возможно в стабилизирующем элементе якоре) для амбиполярнык открытых ловушек на основе встречных магнитных полей. Использование изобретення позволяет

упростить магнитную систему и устранить дополнительные энергетические потери на создание плазмы в дополнительных ловушках и в области неадиабатичности.

Изобретение позволяет создавать осесимметричные амбиполярные ловушки, обеспечивающие устойчивое удержание термоядерной плазмы при значительно более простой магнитной системе якорей и при малых энергетических затратах на них.

о

рмула изобретения

Устройство для удержания высоко- температурной плазмы во встречных магнитных полях типа ловушки, содержащее электромагнитные катушки, со- здаюпще встречные магнитные поля, и электроды, размещенные в области , максимума магнитных полей, отличающееся тем, что, с целью уменьшения энергетических затрат на создание устойчивой плазмы, электромагнитные и размещают одна от другой на расстоянии большем

дебаевского радИуса плазмы, а размер электродов выбирают из условия перекрытия области неадиабатичности.

Изобретение относится к технике, связанной с проблемой создания управляемого термоядерного реактора. Цель изобретения - уменьшение энергетических затрат на создание устойчивой плазмы во встречных war- нитных полях. Электромагнитные катушки располагают на расстоянии, много большем дебаевского радиуса плазмы, и стационарным электрическим полем перекрывают проекцию области неадиабатичности потока плазмы. При этом устраняется турбулентность плазмы во встречных магнитных полях и сохраняется электрод от распьшения. Изобретение позволяет создать оса- симметричные амбиполярные лову1жи, обеспечивающие устойчивое удержание высбкбтемпературной плазмы при заа чительно более простой магнитной системе якорей и при малых энергетических затратах на них. 1 ил.