Инжектор макрочастиц термоядерного топлива
Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к топливным инжекторам термоядерных установок типа "токамак" или "отеллатор" и может быть использовано при создании энергетических реакторов. Цель изобретения состоит в упрощении и повышении надежности за счет исключения движущихся элементов. В камере 1 высокого давления, соединенной термически с гелиевым теплообменником 3, намораживается топливная таблетка при поступлении газа из системы 5 подачи газа. Импульсное пропускание тока через электродуговой нагреватель 2 приводит к нагреву дна камеры 1 и образованию газовой подушки под топливной таблеткой. Электродуговой разряд повышает давление в камере 1 и ускоряет таблетку в стволе 4. Высокая в сравнении со стенками камеры теплопроводность дна камеры 1 позволяет достичь высокого давления толкающего газа в камере 1. 1 ил.
Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к топливным инжекторам термоядерных установок типа "токамак" или "отелларатор", и может быть использовано при создании энергетических реакторов. Цель изобретения состоит в упрощении и повышении надежности за счет исключения движущихся элементов. На чертеже изображена блок-схема инжектора макрочастиц термоядерного топлива. Устройство содержит камеру 1 высокого давления с нагревателем 2, выполненным в виде электродугового разрядника, гелиевый теплообменник 3, ствол 4, систему 5 подачи газа, систему 6 синхронизации и систему 7 дифференциальной откачки. Инжектор работает следующим образом. Газообразный водород (дейтерий) при давлении 0,01-0,1 МПа подается из системы 5 подачи газа через ствол 4 в камеру 1 высокого давления, имеющую температуру около 8 K, где, конденсируясь, образует твердую макрочастицу. По команде системы 6 синхронизации включается нагреватель 2, вмонтированный в дно камеры высокого давления, и происходит быстрый нагрев дна камеры 1. При температуре, превышающей тройную точку водорода, между дном камеры и макрочастицей сначала образуется жидкая пленка, которая при дальнейшем разогреве быстро испаряется. Макрочастица, находясь на "горячей" для нее поверхности, не успевает погреться и начинает "зависать" над дном камеры на паровой подушке. По мере разогрева паровой прослойки давление в паре растет, что приводит к перемещению макрочастицы от дна камеры к стволу. После выталкивания макрочастицы в ствол 4 по команде системы 6 синхронизации производится электродуговой разряд в паре, что приводит к резкому увеличению давления и температуры водорода. Нагретый газ ускоряет макрочастицу в стволе 4. После вылета из ствола газ откачивается системой 7 дифференциальной откачки. Гелиевый теплообменник 3 вновь охлаждает камеру высокого давления до 8 K и цикл повторяется. Инжектор работает тем надежнее, чем больше разница в коэффициентах температуропроводности материалов дна и стенок камеры высокого давления и твердого термоядерного топлива, так как при этом больше разница в скоростях переноса тепла по дну камеры, по ее стенкам и по самой макрочастице, а следовательно, больше интервал времени, в течение которого будет осуществляться испарение макрочастицы у дна камеры и не будет ее испарения у стенок.
Формула изобретения
Инжектор макрочастиц термоядерного топлива, содержащий камеру высокого давления с размещенным в его дне электродуговым нагревателем, ствол, блок синхронизации, выход которого соединен с электродуговым нагревателем, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности за счет исключения движущихся элементов, в него введены гелиевый теплообменник и система подачи газа, соединенные с камерой высокого давления, при этом выход камеры соединен со стволом, второй выход блока синхронизации с системой подачи газа, а стенки камеры высокого давления выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности, превосходящим по величине аналогичный коэффициент криогенной топливной таблетки, но меньшим, чем коэффициент теплопроводности материала дна камеры высокого давления.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 29.09.2000
Номер и год публикации бюллетеня: 9-2003
Извещение опубликовано: 27.03.2003
