Генератор трития для импульсной подачи топлива в токамак

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 21 В 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЬ(Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4108484/24-25 (22) 16,06,86 (46) 23 ° 07.89. Бюл. !!I 27 (72) IO.А.Кареев, В.А.Кирюшин и. В.В.Фрунзе (53) 533.9(088.8) (56) Luthardt I.G., Ebinger Н. Practical Experience with Uranium Tritide Containers up to 50 kC1. Nukem

СшЬН. P.Î .Вох 11008, Д-6450, Напав

11, У.Germany 06181-58-2285 Fusion

Technology, 1985, 8, !1 2, р, 2395.

Там же, р. 2396 ° (54) ГЕНЕРАТОР ТРИТИЯ ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ

ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ТОКАМАК (57) Изобретение относится к области термоядерного синтеза и может быть использовано при производстве термоядерной энергии в замкнутых магнитных ловушках типа токамак. Целью

Изобретение относится к области термоядерного синтеза и может быть использовано при производстве термоядерной энергии в замкнутых магнитных ловушках типа токамак.

Цель изобретения — упрощение конструкции, экономия трития и повьппение радиационной безопасности.

Устройство схематически изображено на чертеже.

Генератор трития содержит герметичный цилиндрический корпус 1 из нержавеющей с.тапи, N элементов 2 газопоглотителя с тритием N4.! токовводов 3 с герметичными изоляторами 4, клапан 5, соедин«нный одним концом

2 изобретения является упрощение конструкции генератора трития, экономия трития и повышение радиационной безопасности. На фланце цилиндрического герметичного корпуса установлены

N+1 токовводов: один общий в центре, а остальные N — равномерно по окружности. Электропроводящие элементы газопоглотителя одним выводом соединены с центральным токовводом, а другим выводом — с соответствующим токовводом на окружности. Подача газа осуществляется при импульсном нагреве отдельного элемента газопоглотителя разрядным током. При этом стенки корпуса остаются холодными и не допускают диффузионного просачивания тритияф работа ведется с небольшими количествами трития, отсутствует необходимость в импульсном клапане для напуска газа в камеру |токамака. 1 ил. с корпусом 1, а другим - с патрубком 6, Торцовая стенка корпуса выполнена в виде разъемного фланца 7. В центре фланца с его наружной стороны установлен первый герметичный изолятор 4 с токовводом 3, который проходит сквозь фланец, а остальные N изоляторов с соответствующими токовводами установлены равномерно по окружности радиусом, равным, например, длине элемента газопоглотителя, вокруг первого изолятора. Элементы 2 газопоглотителя выполнены электроироводящими., Каждый из них установлен с внутренней стороны фланца 7, иарал138049

30 лельно плоскости фланца. Токонноды

3 являются одновременно опорой для элементов газопоглотителя, Первый вывод каждого элемента газопоглотителя закреплен на первом токовноде

3, а вторые выводы закреплены с соответствующими N токовводами 3. Эле- мент газопоглотителя может быть выполнен н виде пленки, например из титана, нанесенной на жесткую диэлектрическую подложку 8, или в виде ленточной фольги, например из титана (без подложки). Генератор трития содержит также электропривод 9, управ- 15 ляющий работой клапана 5, с помощью которого герметизируют внутренний объем 10 корпуса 1 генератора при его транспортировке и в случае натекания из вакуумной камеры 11 токамака, 20 блок 12 управления работой генератора и блок 13 электропитания элементов генератора для импульсной подачи топлива.

Предлагаемая схема соединения эле- 25 ментов 2 газопоглотителя позволяет подводить ток, а тем самым разогревать каждый элемент газопоглотителя, независимо от других, чем обеспечивается одноразовая загрузка газообразным тритием н импульсном режиме вакуумной камеры токамака. Элементы газопоглотителя могут быть расположены н дна этапа, друг над другом. При этом увеличивается ресурс работы гене-35 ратора н связи с тем, что возрастает число элементов.

Генератор трития для импульсной подачи топлива работает следующим образом, По сигналу из блока 12 управ- 40 ления н блок 13 электропитания подается напряжение на электропривод 9, который открывает клапан 5, Затем импульс напряжения длительностью 1„ через соответствующие дна токонвода

3 прикладывается к нанесенному на подложку 3 слою одного иэ элементов

2 поглотителя. Вследствие разогрева ( током из него в течение времени <, вьщеляется тритий н количестве N„ атомов, образующих днухатомные молекулы, имеющие температуру Т, Объем

10 импульсного генератора трития и внутренний диаметр выходного патрубка 6 выбирают таким образом, что за заданное время с (Г ) 10 Г4) в вакуумную камеру ll поступает практически нсе ныделнннн еся из одного элемента при его нагр< ве количество трития.

4

После завершения рабочего процесса в токамаке происходит накуумирование камеры 11 и импульсного генератора

1 газа с помощью блоков форвакуумной и высоковакуумной откачки.

Последующая подача трития в камеру 11 происходит путем приложения импульса напряжения к токовнодам 3, обеспечивающим протекание тока через следующий элемент 2 газопоглотителя.

Циклы повторяются до вьщеления трития из каждого элемента газопоглотителя, размещенного внутри генератора, с последующим перепуском н вакуумную камеру токамака и последующим вакуумированием.

Таким образом, нследствие того, что тритий иэ каждого элемента вьщеляется мгноненно и напуск его в вакуумную камеру токамака происходит эа достаточно короткий промежуток времени, повышается радиационная безопасность. Этому же способствует отсутствие утечек трития сквозь стенки корпуса генератора вследствие того, что стенки остаются холодными (при комнатной температуре) при мгновенном разогреве элементов гаэопоглотителя. В связи с тем, что стенки корпуса генератора трития остаются холодными, отпадает необходимость в наличии дополнительного корпуса. Количество трития уменьшается в связи с тем, что генератор трития соединен с вакуумной камерой токамака патрубком, а не пьезоэлектрическим клапаном, срабатывание которого требует наличия балластного количества три-. тия.

Вьщеление газа приводит к импульсному возрастанию давления, что влечет за собой быстрое истечение выделившегося газа в вакуумную камеру 11 токамака через открытый клапан 5.

Формула изобретения

Генератор трития для импульсной подачи топлива в токамак, содержащий герметичный цилиндрический корпус, внутри которого размещены N элементов гаэопоглотителя с тритием, два токоподнода с герметичными изоляторами, клапан, соединяющий корпус и патрубок для напуска газа, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, экономии трития и повышения радиационной безопасности, н него ннедены N-1 токовводон

1ЗВ0496

Я;-1,03 10 — — — см

NyTo 3

2 где k-= --1 показатель адиабаты масса атома (молекулы) газа;

1() Ny б О

Составитель О.Семенов

Техред М.Моргентал Корректор Т.Колб

Редактор Г,Федотов

Тираж 369

Подписное

Заказ 4901

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

1 с герметичными изоляторами, на торцовой стенке герметичного цилиндрического корпуса, противоположной клапану, в центре со стороны наружной

5 поверхности установлен первый герметичный изолятор токоввода,а остальные

N токовводов установлены равномерно по окружности вокруг первого герметичного изолятора, элементы газопо, — 10 глотителя выполнены электропроводящими и установлены на внутренней стороне фланца, первый вывод каждого иэ них закреплен на первом токовводе, а вторые выводы — на соответствующих 15

N токовводах, при этом внутренний объем Л. генератора трития и сечение

S патрубка для напуска газа определяются выражениями

S 11,35 (--) (k) - - - см

- / М s/z N Т 20

Mk Р,с масса атома водорода; доля газа, оставшаяся в генераторе трития; количество генерируемых атомов (молекул) газа в единиго цах 10 начальная температура и давление газа, измеренные соответственно в сотнях градусов и торр, время напуска газа в камеру, мс.