Установка токамак адиабатического сжатия плазмы

 

УСТАНОВКА ТОКАМАК С АДИАБАТИ ЧЕСКИМ СЖАТИЕМ ПЛАЗМЫ, содержащая тороидальную разрядную камеру и охватывающую ее создающую тороидальное магнитное поле обмотку, витки которой снабжены разъемами, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения радиальной устойчивости оболочки камеры за счет снижения пондеромоторного воздействия на камеру со стороны магнитного поля при увеличении допустимой степени сжатия плазмы Нарастающим во времени тороидальным магнитным полем, часть оболочки камеры, расположенная по внутреннему диаметру тора и заключенная между двумя расположенными по разные стороны от экваториальной плоскости окружностями тора, выполнена в виде осесимметричной гофрированной оболочки вращения, ось которой совпадает с вертикальной осью разрядной ка

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И); (51) 4 6 21 В 1 00.М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3590370/24-25 (22) 17.05.83 (46) 07.10.87. Бюл. У 37 (72) И.Ф.Малышев и В.Н.Одинцов (53) 533.9(088.3) (56) Каганский M.Ã. Адиабатическое сжатие плазмы в токамаках. Л., Наука, 1979.

Голант В.Е. и др. Тороидальная установка с магнитным адиабатическим сжатием и ВЧ-нагревом (Туман-3). В сб. — Доклад Всесоюзного совещания по инженерным проблемам термоядерного синтеза (Ленинград, 1974}, т. 2, Л., НИИЭФА, 1975, с. 193-205. (54)(57) УСТАНОВКА ТОКАМАК С АДИАБАТИ-

ЧЕСКИМ СЖАТИЕМ ПЛАЗМЫ, содержащая тороидальную разрядную камеру и охватывающую ее создающую тороидальное

I магнитное поле обмотку, витки которой снабжены разъемами, о т л и— чающая с я тем, что, с целью обеспечения радиальной устойчивости, оболочки камеры за счет снижения пондеромоторного воздействия на камеру со стороны магнитного поля при увеличении допустимой степени сжатия плазмы нарастающим во времени торо- идальным магнитным полем, часть оболочки камеры, расположенная по внутреннему диаметру тора и заключенная между двумя расположенными по разные стороны от экваториальной плоскости окружностями тора, выполнена в виде осесимметричной гофрированной оболочки вращения, ось которой совпадает с вертикальной осью разрядной ка1 1182915

Изобретение относится к электрофизической аппаратуре, в частности к конструкции установок токамак с адиабатическим сжатием плазмы торо5 идальным магнитным полем.

Целью настоящего изобретения является обеспечение радиальной устойчивости оболочки камеры за счет снижения пондеромоторного воздейст- 10 вия на камеру со стороны магнитного поля при увеличении допустимой степени сжатия плазмы нарастающим во времени тороидальным магнитным полем.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана установка токамак.

Установка содержит обмотку 1, создающую тороидальное магнитное попе

Б и размещенную внутри обмотки цельносварную разрядную камеру 2. Витки обмотки имеют разъемы 3, благодаря которым возможен монтаж магнитной системы с полностью собранной разрядной камерой. Этим устраняется необходимость монтажных разъемов в плоскости поперечного сечения камеры. Внутренняя часть камеры, заключенная между двумя окружностями радиусов r, и г (при этом г„ =г ), выполнена в виде осесимметричной гофрированной оболочки. вращения 4, ось симметрии которой совмещена с вертикальной осью

5 установки. Изолированные от камеры стойки 6 фиксируют края оболочки 4 и связанную с ней наружную часть камеры 7 от вертикальных перемещений и, кроме того, являются распорными элементами между витками обмотки.

Электрическое сопротивление R оболочки 4, вследствие гофрировки и малой толщины стенки, значительно (по крайней мере, в несколько раз) больше сопротивления R примыкающей к ней части камеры 7. Сжатие плазмы по малому радиусу происходит при нарастании поля В, При этом в камере индуцируется ток, пропорциональный величине (В, +В ) . Поскольку В Э В

1 величина давления на камеру слабо зависит от конструктивного решения стенки, на которой расположены патрубки и оребрение, и определяется в основном величиной R<. Пондеромоторное воздействие на камеру — магнитное давление на ее элементы в 55 предлагаемой конструкции в К=Ke,K, К > раз меньше, чем в гладкой камере, .

Я и в.К=К,К„ раз меньше, чем в гофрированных камерах обычного типа. При этом Ко — часть параметра поперечного сечения камеры предлагаемой ус" тановки, занимая гофрированной оболочкой вращения; К вЂ” отношение толщины стенки наружной 7 части камеры к толщине гофрированной оболочки 4;

К„ — коэффициент гофрировки, равный отношению развернутой длины гофра к шагу между гофрами, Для формованных оболочек К„=4-6. Величина К является нижней оценкой уменьшения пондеромоторного воздействия на камеру, поскольку не учитывает положительный вклад, вносимьй в сопротивление камеры наружной ее частью 7. Последнее обстоятельство весьма существенно для конструирования, поскольку позволяет снабдить камеру необходимым количеством окон, фланцев и патрубков, не ухудшая ее характеристики.

Вся внутренняя часть разрядной камеры, а не отдельные ее секции, выполнены в виде резистивного элемента — гофрированной оболочки вращения. Благодаря такому исполнению и вертикальной ориентации ее оси симметрии атмосферное давление и пондеромоторные силы, действующие на оболочку, являются внутренними, растягивающими ее, а не схлопывающими, чем и обеспечиваегся радиальная устойчивость оболочки при действии ука;занных сил ебз применения дополнительных подкрепляющих элементов. Вовторых,, взаимная ориентация элементов камеры такова, что в любом меридианальном сечении камеры гофрированная оболочка (резистивный элемент) пересекает линии тока, возникающего в стенках камеры при сжатии плазмы, и тем самым уменьшает пондеромоторное воздействие на камеры со стороны магнитного поля.

Характерной особенностью токамаков является замкнутость тороидальной конфигурации, и в частности, вложенность разрядной камеры в магнитную систему, в связи с чем практическая реализация предлагаемой установки возможна лишь при наличии разъемов в витках обмотки, создающей тороидальное поле.

Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Заказ 4843

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная 4