Устройство для определения плотности плазмы в камере термоядерной установки

 

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к методам контроля параметров термоядерной плазмы, и может быть использовано при создании энергетических реакторов. Целью изобретения является упрощение. Термоядерная установка генерирует при работе быстрых нейтронов. Вне разрядной камеры размещается сосуд с замедлителем нейтронов, который соединен коллимирующими трубками с разрядной камерой. Пучки тепловых нейтронов через коллимирующие трубки зондируют плазму. Рассеянные на основных ионах плазмы тепловые нейтроны регистрируются детекторами, сопряженными с различными областями плазмы. Из измеренного числа рассеянных нейтронов определяется плотность плазмы. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к методам контроля параметров термоядерной плазмы, и может быть использовано при создании энергетических реакторов. Целью изобретения является упрощение устройства. На чертеже представлена блок-схема устройства для определения плотности плазмы термоядерной установки. Устройство содержит корпус 1 с замедлителем нейтронов, цилиндрические трубы 2, заглушки 3, подвижную заслонку 4, привод 5, коллимационные стаканы 6, детекторы 7 рассеянных нейтронов, детекторы 8 прошедших нейтронов, пластины 9 из делящегося вещества. На чертеже изображена также разрядная камера 10 токамака. При работе термоядерного реактора в плазме в результате протекания реакции синтеза ядер образуются, в частности, высокоэнергетичные нейтроны, которые покидают разрядную камеру. Часть этих нейтронов, попадая в корпус 1 с замедлителем нейтронов, превращается в результате взаимодействия с веществом замедлителя в тепловые нейтроны. Эти тепловые нейтроны передаются через цилиндрические трубы 2, коллимирующие поток тепловых нейтронов, в разрядную камеру 10 токамака. Заглушки 3, выполненные из вещества, проницаемого тепловыми нейтронами, например из стали, служат для отделения объема корпуса 1 с замедлителем от атмосферы. Материал стенок корпуса 1 проницаем для быстрых нейтронов и непроницаем для нейтронов с энергий менее 10 кэВ. Таким материалом, является, например, сталь, покрытая слоем бора. Тепловые нейтроны, рассеянные на ядрах основной плазмы, регистрируются детекторами рассеянных нейтронов. Нерассеянные нейтроны попадают в детекторы 8 прошедших нейтронов, которые служат для измерения интенсивности зондирующих частиц нейтронного излучения. Пластины 9 из делящегося материала могут быть использованы для повышения интенсивности теплового нейтронного излучения. Подвижная заслонка 4 с отверстием, перемещаемым от одной цилиндрической трубы 2 к другой, служит для выбора хорды зондирования.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПЛАЗМЫ В КАМЕРЕ ТЕРМОЯДЕРНОЙ УСТАНОВКИ, содержащее инжектор потока частиц, узел сканирования направления зондирования параллельно малому диаметру камеры, детекторы частиц, размещенные на стенке камеры термоядерной установки вдоль направлений зондирования, детекторы рассеянных частиц, сопряженные с полостью камеры и размещенные на стенке камеры под углом к направлению зондирования, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, инжектор потока частиц выполнен в виде инжектора тепловых нейтронов, содержащего полость, заполненную замедляющим быстрые термоядерные нейтроны веществом и соединенную с камерой термоядерной установки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что инжектор тепловых нейтронов выполнен в виде цилиндрической емкости, заполненной замедляющим нейтроны веществом, узел сканирования зондирующих частиц выполнен в виде пристыкованных к инжектору цилиндрических труб, концы которых закрыты заглушками, выполненными из материала, проницаемого для тепловых нейтронов, подвижной заслонки с отверстиями, сопряженной с цилиндрическими трубами, механизма перемещения заслонки, а детекторы размещены в коллимационных стаканах, при этом цилиндрические трубы покрыты материалом, поглощающим нейтроны с энергией меньше 0,4 эВ, при этом коллимационные стаканы и цилиндрическая емкость выполнены с покрытием из материала, поглощающего нейтроны с энергией менее 10 кэВ, а диаметр отверстий заслонки равен внутреннему диаметру цилиндрических труб. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве материала, поглощающего нейтроны с энергией менее 0,4 эВ, выбран кадмий. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве материала заглушки, проницаемого для тепловых нейтронов, выбрана сталь. 5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве материала, поглощающего нейтроны с энергией менее 10 кэВ, выбран бор. 6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве замедляющего вещества использована вода.

РИСУНКИ

Рисунок 1