Способ удержания плазмы Советский патент 1980 года по МПК H05H1/00 

(54) СПОСОБ УДЕРЖАНИЯ ПЛАЗ№1 вушки обеспечивают пропусканием по ее нечетным и четным проводникам токов Л i nOj , взятых в соотношении -MiMd, где R - радиус рабочего объема ловушки. . Закрывание магнитных щелей осущест вляют после окончания инжекции заряженных частиц в объем ловушки. При этом образуются силовые магнитные ли нии, огибающие ловушки и закрывающие магнитные щели. В общем виде внутренняя граничная силовая линия, закрывающая щели, описывается уравнением:н г г . к ,f . Т , п J, о co6m©}en()-(vi)j 9 f Г / f 2m1r /г vinVт /Р т, .) 5 MW -aly) ;cosmej-en(ij-) (-)) где г и Q - рэ.диальная и азимутальная координаты; К 1 при г Го, -К 1 при г . Из уравнения (2) видно, что при малой разности величин токов, пропус каемых по четным и нечетным проводни нам, внутренняя граничная силовая ли ния, запирающая магнитные щели, огибает объем ловушки на значительном расстоянии от оси ловушки. Это можат привести к соприкосновению плазмы со стенкой вакуумной камеры. При R г ik nf® (максимальное удаление от оси. ловушки внутренней граничной силовойлинии) можно получить связь между режимом изменения токов и изменением радиуса объем удержания: m 4(R/,fHj 3 еп(йрт1 Так, например, в случае 14 провод ников достаточна разность величин торсов 5%, чтобы удаление от оси лову ки внутренней граничной силовой лиНИИ не превышало 1,5 R. Причем, как видно из уравнения (.3) , для большего числа проводников максимальное удаление этой силовой линии уменьшается В предложенном способе плотность удерживаемой плазмы связана с величи ной ограничивающего плазму магнитного поля соотношением fr- Н o-.-LT где р - отношение газокинетического давления плазмы к давлению .магнитного поля; К - постоянная Больцмана; Т - температура плазмы. Для осуществления термоядерных рекций величина КТ должна быть поряда 40-100 кэВ, ft - до 1, т. е. давение плазмы уравновешено давлением агнитного поля. Сравнивая это значение с величиной плотности плазмы из уравнения (1) , где nig с 500 кэВ, ожно утверждать, что предложенный способ удержания плазмы увеличит плотность плазмы в мультипольной магнитной ловушке примерно в 10 раз. На фиг. 1 и 2 показана конфигурация магнитного поля в поперечном сечении мультипольной ловушки соответственно во время инжекции заряженных частиц и после окончания инжекции. По проводникам 1, ограничивающим объем ловушки, пропускают равные антипараллельные токи. Силовые линии 2 магнитного поля при этом образуют магнитные щели, через которые производят инжекцик заряженных частиц инжекторами 3. После окончания инжекдии повышают величину тока, пропускаемого либо по четным, либо по нечетным проводникам, в .соответствий с уравнением (3). При этом образуются силовые линии 4, огибающие объем ловушки и закрывающие магнитные щели. Таким образом, при реализации предложенного способа отпадает необходимость применения электростатических потенциалов для запирания магнитных щелей, аплотность удерживаемой плазмы возрастает на порядок. Формула изобретения Способ удержания плазмы в мультипольной магнитной ловушке, основанный на возбуждении ограничивающего магнитного поля путем пропускания встречно-параллельных токов по m парам проводников, охватывакадих рабочий объем ловушки и расположенных на расстоянииРО от ее оси, и последующем закрывании магнитных щелей ловушки, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности t удержания плазмы, закрывание магнитных ных щелей ловушки обеспечивают тем, что по ее нечетным и четным проводникам пропускают токиЗ) и 32 удовлетворяющие соотношению В%н впЕСгда где R - радиус рабочего объема ловушки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Брагинский С. И. и др. Физика плазмы и проблемы управляемых термоядерных реакций, т. 3, М., 1958, с. 300. 2,Лаврентьев о. А. и др. Исследования многощелевой электрсмагнитной ловушки. У.Ф.Ж., т, 19, 1974, с. 1278.

3