Термоядерный реактор — страница 4

  • Просмотров 3663
  • Скачиваний 455
  • Размер файла 243
    Кб

произведение плотности плазмы n на характерное время удержания энергии в плазме должно превосходить некоторое критическое значение (зависящее от температуры). Для DT-цикла nсмусловием зажигания термоядерной реакции. Как указывалось выше, в термоядерном реакторе плотность DT-плазмы должна превышать составляет примерно 1 с. Величина характеризует скорость отвода энергии от плазмы к стенкам реактора. В настоящее время получены

вполне надёжные экспериментальные и теоретические результаты по удержанию и нагреву плазмы в токамаках. Они позволяют уверено экстраполировать достигнутые значения её параметров к тем, которые требуются для реактора. 3.2 Нагрев плазмы. Для получения термоядерной температуры джоулев нагрев оказывается недостаточным. С ростом температуры сопротивления плазмы уменьшается, и эффективность такого способа падает. Для

дальнейшего увеличения температуры требуется дополнительный нагрев плазмы. Наиболее перспективными представляются два метода нагрева: пучками быстрых атомов и токами высокой частоты. Пучки быстрых атомов формируются с помощью инжекторов – ускорителей заряженных частиц, например ядер дейтерия – дейтронов. Ускоренные дейтроны проходят через специальный слой нейтрального газа и превращаются в быстрые атомы дейтерия,

которые беспрепятственно проникают в плазменный шнур токамака под любым углом к магнитному полю. Уже существуют инжекторы с мощностью пучка свыше 2 МВт при энергии атомов 20-40 кэВ. Использование инжекторов привело к значительному повышению температуры плазмы. Так на токамаке PLT (США) этим способом удалось нагреть плазму до 70 млн. градусов. Наряду с инжекцией атомов широко изучается нагрев плазмы высокочастотным магнитным полем.

Поместив вблизи рабочей камеры петлю с током высокой частоты, можно возбудить в плазме электромагнитные волны. При соответствующем подборе частоты эти волны будут эффективно поглощаться в плазме, нагревая её. Ввод около 3МВт мощности в области ионной циклотронной частоты (с которой ионы вращаются в магнитном поле) на той же установке PLT позволил нагреть плазму до 40 млн. градусов. Если частота возбуждаемых в плазме колебаний

близка к циклотронной частоте электронов (которая в 3680 раз выше частоты вращения дейтронов), то происходит интенсивный нагрев электронов плазмы. Высокая эффективность нагрева плазмы таким методом была впервые продемонстрирована в Институте атомной энергии им. И.В. Курчатова и в последствии подтверждена на других установках. 3.3 Магнитное удержание. Как отмечалось выше, удержание и стабилизация плазмы в токамаке