SU1364096A1

SU1364096A1 - Устройство дл удержани плазмы

Info

Publication number: SU1364096A1
Application number: SU853928018A
Authority: SU
Inventors: С.Ф. Перелыгин; Л.С. Соловьев; Б.А. Трубников
Original assignee: Московский Инженерно-Физический Институт
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1985-07-17
Publication date: 1988-08-07

Abstract

Изобретение может быть использовано дл управл емого термо дерного сннтсз Цель изобретени - повышение устой чивости плазмы высокого давлени . Устройство состоитиз последовательно чередующихс соленоидов 1 и квадруполь- ных катушек2,причем пол соседних квад- рупольных катушек взаимно ортогональны. Замкнутые магнитные поверхности сваку- ной магнитной мой получают выбором соленоидного пол В иквадрупольного пол hсоответственно услови мВ Во/(1- ),() f(z) - нечетна периодическа функци , удовлетвор т юща соотношениее (1+f/l-f) , п -числовой параметр,позвол ет получить зам- g кнутые магнитные поверхности с вакуумной магнитной мой,Величина е определ ет соотношение полуосей эллиптическо го поперечного сечени магнитных поверхностей . 3 ил. СО О СО О5

Description

Изобретение относитс к технике, св занной с проблемой создани управл емого термо дерного реактора , так. Как проЛолыюе поле в ней не имеет сильных Градиентов.5

Целью изобретени вл етс повышение устойчивости плазмы высокого давлени .

Иа фиг,1 изображен фрагмент предлагаемого устройства , на фиг,2 показаны магнитные поверхности, образуемые . трем элементами устрой- ства. lionepeMiiije сёчёйи этих поаерхкостей представл ют собой эллипсы,. выт нутые попеременно вдоль вертикальной и горизонтальной осей, что обеспечивает устойчивость плазмы в таком устройстве;на фиг.Зраспределени напр женности продольного пол В и градиента h поперечного пол дл минимального пробочного отношени , обеспечивающего устойчивость . Показанные зависимости имеют пе- риодическую структуру. На периоде длийой 20 L продольное поле В имеет по два значе- . ни B,ftt«: и Вим одного знака, а градиент h. поперечного пол тоже имеет по два значени Ьиакс И HMHI,, НО крива h трижды по достиже15

рупольное ноле h согласно формуле изобретени .

Устройство дл удержани плазмы работает следующим образом.

В магнитном устройстве создаетс магнитное поле. За счет высокочастотной ионизации газа (дейтери нли смесь дейтериа С тритием) или с помошью продольного тока создаетс Плазма с температурой 100- .200 эВ при плотности . Последуюншй подогрев ионов до температуры 10 кэВ осупхествл етс ВЧ-методами (ионно-гибрид- ный, циклотронный резонанс) или инжекцией быстрых нейтральных частиц. После зажигани термо дерной реакции стационарный режим осуществл етс -за счет инжекции топлива. .

В качестве конкретного варианта замкнутого магнитного устройства плазмы выбран рассмотренный элемент устройст-. ва, состо щий из системы, создающей продольное магнитное поле, и системы, создающей поперечное поле. Расчеты показы 5ают, что если пробочное соотношение , а радиус граничной магнитной поверхности Го-25 см, то оказываетс , что при длине.

НИИ нулевой величины на оси мен ет tвoю .,сэлемента плазменной ловущки 100 см, т.е.

Claims

пол рность на противоположную Максималь- при длине периода ловущки L 200 см, отноное значение продольного пол Вмакс находит-щение давлени плазмы к давлению магнитс там, где значение градиента . В уст-ного пол может достигать 1. ройстве должно содержатьс целое числоФормула изобретени

периодов магнитной системы., Устройство дл удержани плазмы, соУстройство состоит из р да последователи -30Держащее, р д последовательно qoeдинeнно соединенных модулей, каждый из которых имеет соленоид 1, создающий продольное магнитное поле, и квадрупольную катущку 2, создающую поперечное поле. На схеме модули, прот женностью К., выделены вертиных модулей, отличающеес тем, что, с целью повыщени устойчивости плазмы высокого давлени , каждый нз модулей состоит из соленоида и квадрупольной катушки , при этом пол рность квадрупольной капродольное поле соленоида и поперечное поле квадрупольных катущек св заны соот- нощением

nBnf .

кальными пунктирными лини ми. Пол р-.., 35 тушки чередуетс от модул к модулю, а ностн поперечных полей двух соседних модулей противоположны, что показано на фиг. 1 соответствующей стрелкой. Соленоид продольного ПОЛЯ должен располагатьс на стыке двух соседних элементов, создающих поперечное поле. Таким образом два модул образуют период L устройства, т.е. . В каждом элементе продольное магнитное поле на оси измен етс от Вн и до Вмакс и, кроме этого, характеризуетс сте40

оВо

(1-Р)

п

(1-f)+ ,

где f - нечетна периодическа функци от координаты z, обращающа с в . нуль на границе периода и удовлетвоHfv

пенью эллиптичности е магнитных поверх- дс р юща соотношению е (т)

ностей. Магнитна ма получаетс при определенном подборе двух параметров: пробоч- , ного отнощени П и эллнптичВ WUM

ности е. Эллиптичность магнитной поверхности определ етс отношением поперечного магнитного пол к продольному.50

Замкнутые магнитные поверхности с вакуумной магнитной м()й можно получать, если в ыбрать поле соленоида В и квадЛ

1-f

в котором - отношение полуосей ЭJtпиптичecкoгo поперечного сечени магнитных поверхностей;

В--продольное магнитное поле;

h - градиент поперечного магнитного

пол ; п - параметр, равный производному чис . лу.

0

рупольное ноле h согласно формуле изобретени .

Устройство дл удержани плазмы работает следующим образом.

В магнитном устройстве создаетс магнитное поле. За счет высокочастотной ионизации газа (дейтери нли смесь дейтериа С тритием) или с помошью продольного тока создаетс Плазма с температурой 100- .200 эВ при плотности . Последуюншй подогрев ионов до температуры 10 кэВ осупхествл етс ВЧ-методами (ионно-гибрид- ный, циклотронный резонанс) или инжекцией быстрых нейтральных частиц. После зажигани термо дерной реакции стационарный режим осуществл етс -за счет инжекции топлива. .

В качестве конкретного варианта замкнутого магнитного устройства плазмы выбран рассмотренный элемент устройст-. ва, состо щий из системы, создающей продольное магнитное поле, и системы, создающей поперечное поле. Расчеты показы 5ают, что если пробочное соотношение , а радиус граничной магнитной поверхности Го-25 см, то оказываетс , что при длине.

сэлемента плазменной ловущки 100 см, т.е.

Держащее, р д последовательно qoeдинeнных модулей, отличающеес тем, что, с целью повыщени устойчивости плазмы высокого давлени , каждый нз модулей состоит из соленоида и квадрупольной катушки , при этом пол рность квадрупольной катушки чередуетс от модул к модулю, а

продольное поле соленоида и поперечное поле квадрупольных катущек св заны соот- нощением

nBnf .

тушки чередуетс от модул к модулю, а

оВо

(1-Р)

п

(1-f)+ ,

где f - нечетна периодическа функци от координаты z, обращающа с в . нуль на границе периода и удовлетвоHfv

р юща соотношению е (т)

р юща соотношению е (т)

Л

1-f

в котором - отношение полуосей ЭJtпиптичecкoгo поперечного сечени магнитных поверхностей;

В--продольное магнитное поле;

h - градиент поперечного магнитного

пол ; п - параметр, равный производному чис . лу.

фиг, ;

Составитель В. Чу нов

Те.чред И. ПересКорректор В. Бут га

с,.ча T-rw.Тираж 395Подписное

ППИИПН Г.ил.|,-ф. |И1-|Гм1,г() кимнтетл СССР по лелам инобротеннй и открытий

1 |.Ч1):(Г.. Мгц-квл, Ж -,Чй. Раушска Hafi.. Л. 4/5 М|1(рм 1HI1 |1 111 1И1| 11(1.|1|гр;1фич(ч-к(11 11|1СЛ1фнит111 I. Ужгород, ул. Проектна . 4

елактор Т ГорЯ Н ва Заказ 4406