Способ стабилизации плазмы в замкнутых ловушках с пространственной осью Советский патент 1990 года по МПК G21B1/00 

характеризующий треугольность магнитных поверхностей в зависимости от координаты S вдоль магнитной оси; г - нормальные сечения магнитных- поверхностей в различных участках М-стаби- лизатора; д - распределения магнитных силовых линий в М-стабилизаторе (пунктиром изображен ход силовых линий при однородном продольном маг- нитном поле)„

Устройство, реализующее способ стабилизации плазмы в замкнутых ловушках с пространственной осью (м-стабилизатор), содержит катушки 1 продольного однородного магнитного поля, катушки 2 усиленного магнитного поля в центре М-стабилизатора, обмотку 3 для создания азимутального магнитного поля третьей гармоники, обмотку 4 азимутального магнитного поля второй гармоникио На фигурах также изображена камера 5, силовые линии 6 азимутального магнитного поля третьей гармоники, силовые линии 7 ази- мутального магнитного поля второй гармоники и силовые линии 8 первой азимутальной гармоники, участок 9 перехода круглой магнитной поверхности в треугольную, участок 10 с пе- риодически изменяющейся эллиптичностью магнитных поверхностей и участок 11 перехода треугольной магнитной поверхности в круглую со смещенной геометрической осью0

Осуществление способа стабилизации плазмы в замкнутых ловушках с пространственной осью поясняется на примере работы устройства, реализующего способ (М-стабилизатора).

Работа м-стабилизатора заключается в создаваемой трансформации круглой на входе в стабилизатор магнитной поверхности в круглую на выходе, но со смещенным относительно магнитной оси ее геометрическим центром. Мультипольный стабилизатор располагается между смежными криволинейными элементами магнитной ловушки. Ста билиэатор состоит из элементов создания продольного аксиально-симметрияного магнитного поля с максимумом в центре и периодических по длине азимутально-неоднородных полей 1-й гармоники, квадрупольных и гекса- польных. Поперечные составляющие этих полей антисимметричны относительно центра М-стабилизатора, Магнитные поля первой гармоники и квад- рупольные поля распределены в центральной части стабилизатора, гекса- польные - на внешних участках. Первоначально гексапольными полями осуществляется треугольная деформация магнитной поверхности (фиг.бг). Далее на участке с квадрупольны- ми полями магнитные поверхности приобретают дополнительную эллиптическую деформацию. Большую ось эллипса подбирают совпадающе с направлением максимальной- треугольной деформации магнитной поверхности В связи с периодичностью квадрупольных полей эллиптическая деформация исчезает в конце этого участка,, Дале треугольного вида поверхность вновь преобразуется в круглую0 При однородном магнитном поле такая трансформация осуществляется без смещения геометрического центра магнитных поверхностей относительно магнитной оси (фиг.бд). В случае неоднородного продольного магнитного поля с максимумом в центре стабилизатора на участке с квадрупольным полем мапнитные ci-шовые линии, расположенные вблизи максимума треугольной деформации поверхности, отклоняются от магнитной оси сильнее, чем расположенные на противоположной части магнитной поверхности. Это приводит в конце участка с квадру- польными полями к смещению геометрического центра магнитных поверхностей относительно магнитной оси (фиг.бг) . Такое смещение сохраняется и после преобразования треугольной поверхности в круглую При наличии поля первой гармоники аналогичным образом получается дополнительное смещение центра магнитных поверхностей относительно магнитной оси. К выходной части стабилизатора присоединяется тороидальный участок так, чтобы геометрический центр магнитной поверхности располагался ближе к - центру кривизны этого участка, чем магнитная ось0 При этом возрастает область сильного поля на магнитной поверхности и в тороидальном участке создается магнитная яма, М-стабилизатор располагают в центре крэла магнитной ловушки дракон 0 При наличии поворота нормалей в примыкающих к стабилизатору тороидальных участках создается магнитная

яма, что и обеспечивает гидромагнитную устойчивость. плазмы в ловушке.

Способ осуществляется с использованием стабилизатора с прямолиней- ной магнитной осью при отсутствии поля первой азимутальной гармоники и применяется для создания магнитной ямы при круглых магнитных поверхнос тях и в других замкнутых ловушках с пространственной магнитной осью.

Формула изобретения

Способ стабилизации плазмы в замк- нутых ловушках с пространственной осью, включающий воздействие на плазму неоднородного продольного магнитного поля пробочной конфигурации,

, ю

15

2958ь

распределенного вдол

оси ловушки, отличающийся тем, что, с целью ловнгаения эффективности стабилизации за счет увеличения глубины магнитной ямы, плазму в области неоднородности продольного магнитного поля дополнительно подвергают воздействию гексагональных и квадрупольных магнитных полей, создаваемых периодическими по азимуту и длине токами, протекающими в специальных обмотках, при этом вдоль оси магнитной ловушки последовательно размещают области воздействия гексагонального, квадру- польного, квадрупольного противоположного знака и гексагонального противоположного знака магнитных полей,

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к замкнутым плазменным ловушкам с пространственной осью, и может быть использовано при создании реакторов типа дракон, "восьмерка Спитцера", винтовой тор и др. Целью изобретения является повышение эффективности стабилизации за счет увеличения глубины магнитной "ямы". Плазму в замкнутой ловушке подвергают воздействию неоднородного продольного магнитного поля пробочной конфигурации. В области неоднородности продольного поля плазму подвергают дополнительным воздействиям гексагональных и квадрупольных магнитных полей. Области воздействия полей разнесены вдоль оси ловушки в определенной последовательности. В результате взаимодействия с комбинацией мультипольных магнитных полей круглая магнитная поверхность претерпевает последовательно треугольную и эллиптическую деформации, окончательно трансформируясь в круг с центром, смещенным относительно магнитной оси ловушки, что формирует магнитную "яму". Указанная трансформация магнитных поверхностей возможна как на криволинейных, так и на прямолинейных участках плазменной ловушки. 10 ил.

Фиг г

Фиг.1

Фиг.З

Составитель Р,Иванов Редактор Л.Зайцева Техред Л.Сердюкова

Заказ 1067

Тираж 349

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Косква, 3K-35j, Раушская наб,, д. 4/5

Корректор Т,Палий

Подписное