Устройство для удержания плазмы
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ПЛАЗМЫ, содержащее тороидальную вакуумную камеру и соленоид для создания винтового магнитного поля, выполненный в виде многовитковых катушек, центры которых расположены на оси тороидальной вакуумной камеры, о т л ичающееся тем, что, с целью . повьппения удержания бестоковой плазмы при одновременном упрощении конструкции , катзш1ки соленоида расположены вдоль оси неравномерно, образуя по крайней мере пять rpjmn, по три катушки в каждой группе, причем углы поворота каждой катушки относительно нормали otj 1 и бинормали otj 1 к оси тороидальной камеры и токи в катушках 1 и Ij связаны соотношениями 2l2tgo,2j sinNJo. где dg- смещение крайней катушки относительно средней; N - число групп; для средней катушки; 1 2,3 для крайних катушек; I-I- ток в средней катушке; ток в крайних катушках; гг Ji „а а остальные с1 ofje О, при условии, что коэффициентсЛ |(I,+2IjCosN4,)(p )/1,212), где R и b - большой и малый радиусы тора, Кд - производная модифицирова н1чО ной функции Бесселя, О удовлетворяет условию to , , (l+T
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3709713/24-25 (22) 11.03.84 (46) 07.08,87. Бюл. Ф 29 (71) Московский инженерно-физический институт (72) С.Ф.Перелыгин, В.M.. Смирнов и А.А.Субботин (53) 533.9(088.8) (5б) Дремов M.M., Сергеев А.А., Сиефановский А.П. Параметры магнитной конфигурации установки с.пространственной осью. — Физика плазмы, 1979, т.5, У 3, с.540-550.
Георгиевский А.В. и др..Тороидальные соленоиды с пространственной магнитной и плоской геометрической осью. — Nuclear Fusion, 1974, Ф 14, с.79-85. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ
ПЛАЗМЫ, содержащее тороидальную вакуумную камеру и соленоид для создания винтового магнитного поля, выполненный в виде многовитковых катушек, центры которых расположены на оси тороидальной вакуумной камеры, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения удержания бестоковой плазмы при одновременном упрощении конструкции, катушки- соленоида располоЯ0„„1202427 A (51) 4 С 21 В 1/00, Н 05 Н 1/00 жены вдоль оси неравномерно, образуя по крайней мере пять групп, по три катушки в каждой группе, причем углы поворота каждой катушки относительно нормали с, 1 и бинормали о 1 к оси тороидальной камеры и токи в катушках
I„ и I связаны соотношениями
I „ tg 0 „„=2I> tg o(sinN d„ где а - смещение крайней катушки относительно средней;
N — число групп;
1 = 1 для средней катушки;
1 = 2,3 для крайних катушек;
1» — ток в средней катушке;
I — ток в крайних катушках;
/=- Ф
"2Ü Ю а остальные of af = О, при условии, что коэффициент
g =(1<+21>cosNdo)р-Ko() „+, С
NS, Nb где R и Ъ вЂ” большой и малый радиусы тора, К, — производная модифицирован- ной функции Бесселя, ЬР . удовлетворяет условию Ю
1> у), - — (1+ 2Nм R) /(1-8 — -)
2zЛ 2.р R
N о N ф, К) где Х, — параметр кручения магнитной ф оси. 3
1202
Изобретение.относится к физике высокотемпературной плазмы и может быть использовано при разработке установок управляемого термоядерного синтеза.
Ф)
Целью изобретения является улучшение удержания бестоковой плазмы при одновременном упрощении конструкции установки.
На фиг.1 схематично показана магнитная ловушка, вид сверху; на фиг.2— то же, вид из центра; на фиг.3 — пятипериодная замкнутая магнитная ловушка- для плазмы, фрагмент общего вида; на фиг.4 — расположение крайней катушки в ловушке, на фиг,5 — расположение средней катушки в ловушке.
Через R и Ь обозначены большой и малый радиусы тора, на поверхность которого надето 3N колец (катушек),где 20
N 5.
Среднее кольцо 1 находится на угловом смещении д, от крайних колец
2 и 3. Плоскость крайнего кольца повернута на угол относительно бинор-25
2„ мали геометрической оси или оси тора 4, 5 — магнитная ось ловушки. Верхнее опорное основание 6 крепится к силовому каркасу 7, как и нижнее опорное основание 8. В опорных ос- 30 нованиях имеются квадратные соосные отверстия, которые ориентированы так, что обеспечивают поворот плоскостей колец 2 и 3 относительно бинормали геометрической оси на угол of (см. фиг.1). В эти отверстия вставляются захваты 9, имеющие соответствующую четырехгранную поверхность 10. Закрепляются захваты в основаниях 6 и 8 посредством шайбы 11 и гайки 12. Ка- 40 тушку в захватах фиксирует накладка
13 с болтами 14. Верхнее опорное основание 6 присоединяется к фланцу 15, а нижнее основание к фланцу 16. Фланцы 15 и )6 приварены к силовому кар- 45 касу 7.
427
Поворот плоскости кольца 1 относительно нормали геометрической оси на угол а, (см.фиг, 2) обеспечивается соответствующим ориентированием квадратных соосных отверстий в силовом каркасе 7 и угловом кронштейне 17. В квадратные отверстия на кронштейне
17 вставляется захват 9 и фиксируется шайбой 11 и гайкой 12. В такое же отверстие на силовом каркасе 7 тоже вставляется захват 18, который имеет вогнутую цилиндрическую поверхность, соприкасающуюся с поверхностью каркаса 7. Специальная шайба 19 также имеет выпуклую. цилиндрическую поверхность, чтобы обеспечить полную сопряженность контактирующих поверхностей шайбы,и каркаса. Угловой кронштейн
17 прикрепляется к нижнему основанию
8 посредством планки 20 с болтами 21.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
После приготовления рабочей смеси газов в вакуумной камере проводники магнитной системы подключаются к источнику питания. Затем напряженность магнитного. поля повышается до уровня, который может обеспечить удержание высокотемпературной плазмы. Заполнение ловушки происходит посредством инжектирования в нее быстрых частиц (дейтерия и трития), которые легко преодолевают магнитную стенку. Высокоэнергетичные атомы изотопов водорода в.процессе столкновения с атома-мй остаточного газа ионизируются и полученные таким образом ионы удерживаются магнитной ловушкой..При каждом акте столкновительной ионизации . образовавшийся ион сохраняет в основном энергию ускоренного нейтрального атома. Для дополнительного подогрева плазмы используется система СВЧ-генераторов.
1202427
Ф
1 5
Фиг.2!
202427
1202427
Составитель В.Чуянов
Редактор С.Титова Техред М.Моргентал Корректор M.Øàðîøè
Заказ 3610/1 Тираж 394 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 с. °
