Инжектор топливных таблеток для термоядерных установок

 

ИНЖЕКТОР ТОПЛИВНЫХ ТАБЛЕТОК ДЛЯ ТЕРМОЯДЕРНЫХ УСТАНОВОК, содержащий устройство формирования таблеток и зарядник, теплоизолированные от системы подачи газа с нагревателем и ствола, расположенных на одной оси, систему дифференциальной откачки и систему синхронизации, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности за счет снижения потерь массы таблеток, система подачи газа и фтвол выполнены с.возможностью перемещения вдоль от ствола и герметичной стыковки с зарядником на время инжекции;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А (594 (21 В 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llo делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3543769/24-25 (22) 25.01.83 (46) 07.09.86. Бюл, И 33 (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина (72) А.П.Андреев, И,В.Виняр и Б.В.Кутеев (53) 533.9(088.8) (54) (57) ИНЖЕКТОР ТОПЛИВНЫХ ТАБЛЕТОК

ДЛЯ ТЕРМОЯДЕРНЫХ УСТАНОВОК, содержащий устройство формирования таблеток и зарядник, теплоизолированные от системы подачи газа с нагревателем и ствола, расположенных на одной оси, систему дифференциальной откачки и систему синхронизации, отличающийся тем, что, . с целью повышения надежности за счет снижения потерь массы таблеток, система подачи rasa и ствол выполнены с возможностью перемещения" вдоль от ствола и герметичной стйковки с зарядником на время инжекции.

1126115

Изобретение относится к устройствам, используемым при исследованиях в области физики плазмы в связи с проблемой управляемого термоядерного синтеза, и может быть применено, в частности, на установках TOKAMAK.

Известен инжектор топливных таблеток, содержащий устройство для формирования таблеток, эарядник, ствол, систему подачи ускоряющего газа, систему дифференциальной откачки.

Недостатком данного устройства является наличие охлаждения ствола и системы подачи газа жидким гелием, что не позволяет использовать для ускорения нагретый газ, ограничивая тем самым скорость таблетки на выходе из инжектора иэ-за большого расхода жидкого гелия, Наиболее близким техническим решением является инжектор топливных таблеток для термоядерных установок, содержащий устройство формирования таблеток и зарядник, теплоизолированные от системы подачи газа с нагревателем и ствола, расположенные на одной оси, систему дифференциальной откачки и систему синхронизации, а также систему предускорения, Недостатками данной системы является вероятность потери массы из-за разрушения таблетки твердого дейтерия при движении в устройстве предварительного ускорения и встреливании ее в ствол, потеря массы таблетки из-за испарения, так как она находится в стволе комнатной температуры 1-2 мс до начала ее основного ускорения, как следствие образования зазора между таблеткой и стволом, что ведет к ее дополнительному испарению, отсюда к потере 40-50Х массы и нарушению скорости таблетки.

Целью изобретения является повышение надежности за счет снижения потерь массы таблетки.

Цель достигается тем, что в инжекторе топливных таблеток для термоядерных установок, содержащем устройство для формирования таблеток и зарядник, теплоизолированные от системы подачи газа с нагревателем и ствола, расположенных на одной оси, систему дифференциальной откачки и систему синхронизации, система подачи газа и ствол выполнены с

f5

55 воэможностью перемещения и герметичной стыковки с эарядником на время инжекиии.

На чертеже дана структурная схема инжектора топливных таблеток. Инжектор содержит устройство формирования топливных таблеток 1, эарядник

2, систему подачи газа 3, ствол 4, привод 5, систему дифференциальной откачки 6. Соединение системы подачи газа и ствола с зарядником только на время выстрела показано пунктирными линиями вместо сплошных.

Инжектор работает следующим образом.

В исходном положении таблетка, образованная при температуре - 10 К в устройстве формирования таблеток

1, с помощью зарядника 2 устанавливается перед входом в ствол 4 на одну ось. Перед соединением ствола

4 и системы подачи газа 3 с зарядкиком 2 все три элемента друг от друга изолированы, причем эарядник 2 с системой формирования таблеток 1 полностью находятся в высоком вакууме, а ствол и система подачи 3 могут находиться полностью или частично в вакууме так, чтобы между ними и зарядником были вакуумные промежутки. На время инжекции все три элемента соединяются в.одно целое, причем зарядник 2 с находящейся в нем таблеткой неподвижен, а ствол 4 и система подачи газа перемещается к нему с двух сторон по оси движения таблеток. Одновременно с соединением осуществляется импульсная подача газа. Таблетка из эарядника входит с нулевой начальной скоростью в ствол и ускоряется в нем под действием расширяющегося газа. Ускоренная таблетка попадает в систему дифференциальной откачки 6, которая поглощает ускоряющий газ, завершая процесс выстрела. Одновременно с окончанием выстрела привод 5 отсое-. диняет и тем самым изолирует через вакуум систему подачи газа 3 и ствол

4 от зарядника 2, который охлаждается жидким гелием до температуры

10 К, и забирает из устройства формирования таблеток 1 очередную таблетку, устанавливая ее перед входом в ствол в исходное положение.

Промежуток времени между соединением системы подачи газа и ствола с зарядником и началом ускорения

1126115

Корректор Т. Колб

Редактор О.Титова Техред И.Верес е

Тираж 386 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4844/1

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 таблетки может составлять величину менее одной миллисекунды за счет применения быстродействующего клапана в системе подачи газа. Это дает возможность использовать при работе инжектора ствол и систему подачи газа при комнатной температуре, что легко обеспечить за счет дешевого водяного охлаждения даже при использовании ускоряющего газа с температурой до 2000-3000 K. Скорость топливных таблеток может быть при этом увеличена в 3-5 раз: по сравнению с режимом ускорения газом комнатной температуры, ° Преимущества системы заключаются в исключении разрушения таблетки твердого дейтерия за счет исключения предварительного ускорения таблеток, уменьшения вероятности испарения таблеток за счет уменьшения времени нахождения таблетки в стволе. Уменьшение потерь массы приводит к повышению скорости движения таблетки, Увеличение скорости таблеток позволит вводить топливо в области 0 плазменного шнура, расположенные вблизи центра разрядной камеры.

Соответственно может быть уменьшена частота инжекции топливных таблетц1 за счет возрастания времени

15 жизни плазмы и появятся дополнительные возможности по формированию профилей плотности плазмы и тока в реакторе.