Тороидальная термоядерная установка

 

Изобретение отйосится к области управляемого термоядерного синтеза, 8 частности к экспериментальным установкам с магнитным удержанием плазмы типа тррсатрон, и может быть использовано при создании энергетического реактора. Целью изобретения является расширение эксперименталь ных возможностей за счет формирования различаюпшхся конфигураций магнитного поля. Магнитная система установки выполнена по схеме двухзаходного торсатрона, компенсациопные обмотки выполнены в виде четырех кольцевых проводников с квадрупольным расположением относительно кольцевой геометрической оси тора, а вакуумная камера выполнена с некруглым поперечным сечением, при этом среднее по обходу (усредненное по рсцилляцпям винтового магнИтн ого поля) отношение полувысоты b к палуширине d вакуумной камеры удовлетворяет УСЛОВИЮ -ii b/d 2 2 . ,:, N Wo F|Us+ jUo значения ва куумного вращательного преобразования соответственно на геометрической оси установки и на расстоя1П«1 b от нее в отсутствии квадрупольного магнитного поля. 1 1Ш.. I (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Республин

А1 (19) (И) r, 21 а 1/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ аО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТН1ЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

) (46) 23. 05. 91. Бюл, 1. - 19 (21) 4649432/25 (22) 10.02,89 (72) В.Д. Пустовитов, (53) 533.9(088.8) (56) Пустовитов В.Д. Управление конфигурацией стелларатора с помощью квадрупольных полей. — Физика плазмы. 1988, т. 14, В 1, с. 101.

Lyon I.F. et а11. The advanced

toroidal facility Prenprint ORNL/

/TN-9831 Oak Ridge, !986. (54) ТОРОИДАЛЬНАЯ ТЕРМОЯДЕРНАЯ YCTA-

HOI3KA (57). Изобретение относится к области управляемого термоядерного синтеза, в частности к экспериментальным установкам с магнитным удержанием плазмы типа торсатрон, и может быть использовано прн создании энергетического реактора. Целью изобретения является расширение экспериментальных воэможностей за счет формирования различаюФ

Изобретение относится к области . управляемого термоядерного синтеза, в частности к экспериментальным установкам с магнитным удержанием плазмы типа торсатрон, и может быть исполь- зовано при создании энергетического реактора.

Целью изобретения является расширение возможностей управления плазмой эа счет формирования различающихся конфигураций магнитного поля.

На чертеже схематично изображено расположение основных элементов в одном из поперечных сечений тороидальной термоядерной установки.

2 щихся конфигураций магнитного поля.

Магнитная система установки выполнена

-по схеме двухзаходного торсатрона, компенсационные обмотки выполнены в аиде четырех кольцевых проводников с квадрупольным расположением относительно кольцевой геометрической оси тора, а вакуумная камера выполнена с некруглым поперечным сечением, при этом среднее по обходу (усредненное по осцнлляцпям винтового магнИтыого поля) отношение полувысоты Ь к полуширине д вакуумной камеры удовлетворя@в+ Во ет условию -- .с Ь/d < 2 42

Р Р

PS+ Фо Q где р н р<- значения ва- g 1в куумного вращательного преобразования соответственно на геометрической оси установки и на расстолшп| Ь от нее в отсутствии квадрупольного магнитного поля. 1 пл ..

Тороидапьная термоядерная установка содержит вакуумную камеру 1, тор- „р сатронные винтовые обмотки 2, .опорный тор 3, кольцевые компенсационные проводники 4.

Установка работает следующим образом. Торсатронные винтовые обмотки

2 подключаются к источнику питания (не показан), обеспечивакйцему протекание в двух проводниках обмотки 2 однонаправленных токов Ii. Величина этих токов при заданном законе намотки проводников определяется необходимой напряженностью продольного поля.

Одновременно к источнику питания под1589846 к ючаются кольцевые компенсационные проводники 4. Суммарный ток в этих четырех проводниках должен составлять

21, а направление — противоположно

I что необходимо для компенсации неосциллирующего поперечного поля ol5моток 2, Необходимо, чтобы токи в кольцевых проводниках 4, лежащих в средней плоскости тора, и токи I и

1 в двух других кольцах составляли соответственно

Т. II/2 + I

Ig =. gg!2 — I, где I — величина различия токов.

Величина I/Ig определяет напряженность квардуполоного поля В и, следовательно, вытянутость граничного сечения магнитной конфигурации или размеры сепаратрисы при возникновении дублетных конфигураций. После того ак в обмотки 2 и кольцевые проводники 4 введены токи нужной величины,конфигурация магнитного поля сформирова- 25 йа и может быть использована для удержания плазмы, создаваемой обычными средствами.

Ф.

Внешние токи создают магнитные по- З0 верхности, представляющие собой "каркас" для удержания плазмы. При В = О их сечения круглые. С ростом В они

С вытягиваются Ho BpH Вр» В где В критическое магнитное поле, конфигу- . 35 рация остается одноосевой311ри этом сг величина В " составляет всего несколь2

Ко процентов от величины Во продольйого магнитного поля. Увеличение В сверх В приводит к расщеплению маг- 40 б . . нитной оси и появлению внутренней сепаратрисы, разделяющей магнитные поверхности на три одноосевых семейстйа: два — внутри сепаратрисы, имеющей форму восьмерки, и. одно. — внепшие вы- 45 тяиутче поверхности, охватывающие сеяаратрису. При достижении В. величины алас 85+ Ро

В, где цо и / б цо значения вакуумного вращательного 50

Состояния соответственно на геометри-ческой оси установки и йа расстоянии Ь от нее, возникает чисто дублетНая конфигурация, Установка, рассчитанная на получеННе конфигураций всех четырех типов, должна иметь при B = О положительный и отличный от нуля угол вращательного преобразования на оси. Этим качеством обладает только двухэаход с ный стелларатор (торсатрон}.

Как следует из анализа магнитных. конфигураций, .для размещения в вакуумной камере всех четырех возможных типов, включая дублетную структуру,геометрические ограничения на отношение полувысоты Ь в полуширине d вакуумной камеры может быть выражено соотношением; — "«г «Г2 .с у»

Приведенное соотношение относится к величинам, не зависящим от продольной координаты и характеризующим установку в среднем, Формула изобретения

Тороидальная термоядерная установка, содержащая вакуумную камеру, двухэаходные торсатрснные и компенсационные обмотки, отличающаяся тем, что, с целью расширения возможкостей управления плазмой за счет формирования различающихся конфигураций магнитного поля, компенсационные обмотки выполнены в виде четырех кольцевых проводников с квадрупольным расположением относительно кольцевой геометрической оси установки, а ва,кууйная камера выполнена с некруглым поперечным сечением, при этом усредненное по осцилляциям винтового магнитного поля отношение полувысоты Ь вакуумной камеры к ее полуширине Й выбрано удовлетворяющим условию где (g и p - значения вакуумного вращательного преобразования соответственно на геометрической оси установки и на расстоянии Ь от нее соответственно в отсутствие квадрупольного магнитного поля.

1589846

Составитель Р., Иванов

Редактор А. Купрякова Техред Л,Сердюкова Корректор М лароши

Заказ 2451 Тирая 271 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ултород, ул. Гагарина, 101