Способ экструзии термоядерного топлива
Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к энергетическим термоядерным реакторам на основе систем с магнитным удержанием, и может быть использовано при создании узлов подпитки реактора термоядерным топливом в виде криогенных твердых таблеток. Цель изобретения - повышение эффективности экструзии за счет повышения коэффициента использования газообразного топлива и обеспечение непрерывности процесса. Экструдирование твердого топлива осуществляют за счет энергии газообразного топлива, сжатого до давления выше 10 МПа. Газ, совершая работу по выдавливанию порции твердого топлива, одновременно освобождает часть объема камеры экструдера и конденсируется в ней, восполняя расходуемое топливо. Поскольку одновременно происходит выдавливание твердого топлива и его накопление, процесс экструзии становится непрерывным. 1 ил.
Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии, в частности к энергетическим термоядерным реакторам на основе систем с магнитным удержанием плазмы, и может быть использовано при создании узлов, например, реактора-токомака, предназначенных для подпитки реактора термоядерным топливом в виде криогенных твердых таблеток. Цель изобретения повышение эффективности экструзии за счет повышения коэффициента использования газообразного топлива и обеспечение непрерывности процесса. На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ. Устройство содержит входной клапан 1, камеру 2, охлаждаемый гелиевый теплообменник 3, нагреватель 4 и выходной клапан 5. Устройство работает следующим образом. Через клапан 1 непрерывно подается газообразное топливо (водород, дейтерий, тритий) под давлением более 10 МПа. Газ конденсируется в камере 2, охлаждаемой теплообменником 3. С помощью нагревателей 4 верхняя часть камеры поддерживается при температуре плавления термоядерного топлива, а в нижней части камеры у клапана 5 температуру поддерживают равной требуемой температуре экструдируемого топлива (обычно на несколько градусов ниже температуры плавления). Под давлением более 10 МПа происходит сжатие сконденсированного топлива и продавливание твердого топлива через клапан 5. Длина камеры выбирается такой, что за время прохода порции топлива от входного до выходного клапана газ успевает сконденсироваться, затвердеть и устанавливается равномерная температура в объеме твердого топлива в области выходного клапана. Для обеспечения надежности и хорошего качества экструзии давления газа должно быть достаточно высоким (более 10 МПа), поскольку при этом достигается лучшее уплотнение и сжатие твердого топлива, а также его безынерционное выдавливание при открывании выходного клапана. Способ позволяет одновременно накапливать твердое топливо и выдавливать его, т.е. процесс экструзии непрерывен. Существенно, что температура выдавливаемого топлива лишь на несколько градусов (2 5 K) меньше температуры конденсации газообразного топлива, что позволяет в одной камере экструзии на небольшом расстоянии друг от друга получать и поддерживать различные фазы термоядерного топлива за счет поддержания соответствующего градиента температур в стенках камеры.
Формула изобретения
Способ экструзии термоядерного топлива, включающий подачу газообразного топлива в предварительно вакуумрованную и охлажденную до температуры жидкого гелия камеру, конденсацию и затвердевание газообразного топлива, выдавливание криогенного твердого топлива через выходное отверстие камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности экструзии за счет повышения коэффициента использования газообразного топлива и обеспечения непрерывности процесса, выдавливание криогенного твердого топлива осуществляют при давлении газообразного топлива более 10 МПа.РИСУНКИ
Рисунок 1
