Покрытие внутренней стенки разрядной камеры термоядерной установки

 

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии и может быть применено при создании устройств управляемого термоядерного синтеза с магнитным удержанием, использующих ионно-циклотрониый нагрев плазмы, в частности токамаков и стеллараторов. Цель изобретения - повышение эффективности покрытия внутренней поверхности разрядной камеры путем повьшения предельного уровня вкладьгааемой в разряд мощности ионно-циклотронного нагрева плазмы . Покрытие внутренней стенки разрядной камеры выполняют из легких химических элементов, обогащенных изотопами, для которых ,5,где Z - зарядовое число; А - массовое число, например изотопом углерода с . За счет того, что этот изотоп является основной примесью в разряде, значительного увеличения радиационных потерь не происходит. При высокочастотном нагреве с использованием эффекта конверсии быстрых магнитозвуковмх волн в медленные плазменные волны вблизи зоны двойного циклотронного резонанса дпя дейтерия зона двойного циклотронного резонанса для изотопа С будет находиться в области распространения плазменной волны. Поглощение высокочастотной энергии будет происходить в основном за счет поглощения на двойной циклотронной частоте ионами С , а высокая концентрация этого изотопа вразряде обеспечивает повышение мощности высокочастотного нагрева. Изобретение исклкиает необходимость введения тяжелых примесей. 1 з.п. ф-лы. W с 00 Од 00

CO)03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (Н) e)) 4 С 21 В 1/00 чиж

30 ОНОЗИ М,13 .:,,13, ÜÈÇМНМК"(:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4180634/31-25 (22) 12.01,87 (46) 30.07.88, Бюл. В 28 (72) А.В.Лонгинов, С.С.Павлов и А.А.Ч)ыга (53) 533. 9 (088. 8 ) (56) Авторское свидетельство СССР, Ф 1157971, кл. G 21 В 1/00, 1985.

V,Р.Coad, Х.М.Мс Cracken et a1.

Proc. 12 Eur. Conf. on Nucl. Fus.

ФЬ

and Plasma Phys. Budapest, ч. II, 571-574.

54) ПОКРЫТИЕ ВНУТРЕННЕЙ СТЕНКИ РАЗРЯДИОЙ КАМЕРЫ ТЕРМОЯДЕРНОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии и может быть применено при создании устройств управляемого термоядерного синтеза с магнитным удержанием, использующих ионно-циклотронный нагрев плазмы, в частности токамаков и стеллараторов. Цель изобретения— повышение эффективности покрытия внутренней поверхности разрядной камеры путем повышения предельного уровня вкладываемой в разряд мощности ионно-циклотронного нагрева плазмы. Покрытие внутренней стенки разрядной камеры выполняют из легких химических элементов, обогащенных изотопами, для которых Е/А 0,5,где

Z - -зарядовое число; А — массовое число, например изотопом углерода

С . За счет того, что этот изотоп является основной примесью в разряде, значительного увеличения радиационных потерь не происходит. При высокочастотном нагреве с использованием эффекта конверсии быстрых магнитозвуковых волн в медленные плазменные волны вблизи зоны двойного циклотронного резонанса для дейтерия зона двойного циклотронного резонанса для изотопа С будет находиться в области распространения плазменной волны.

Поглощение высокочастотной энергии будет происходить в основном sa счет поглощения на двойной циклотронной частоте ионами С, а высокая концен1) B трация этого изотопа в разряде обеспечивает повышение мощности высокочастотного нагрева. Иэобрвтение ис ключает необходимость введения тяжелых примесей. 1 s,ï. ф-лы.

1413678 г

395 Подписное

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

Изобретение относится к термоядерной энергетической технологии и может быть применено при создании устройств управляемого термоядерного синтеза с магнитным удержанием, использующих методы конно-циклотронного нагрева плазмы, например токамаков и стеллараторов.

Цель изобретения — повьппение эффек-10 тивности путем повышения предельного уровня вкладываемой в разряд мощности ионно"циклотронного нагрева ,плазмы.

Покрытие внутренней стенки разряд« 15 ной камеры термоядерной установки выполняется из легкого химического элемента, для которого Е «й 10, где Zзарядовое число, обогащенного иэотопом, удовлетворяющим условию Z/A < 20 а0,5, где А — массовое число. В качестве покрытия может быть использован, например,.углерод, обргащенный изоС13

Работа покрытия состоит в следующем.

Благодаря тому, что покрытие вакуумной камеры обогащено иэотопом с отношением Z/A с0,5, происходит образование в поверхностном слое вакуумной камеры соединений на основе этого изотопа. Поэтому в результате взаимодействия пристеночной плазмы с поверхностью камеры в разряд будет 35

1 Ъ поступать этот изотоп, например С

3 таком случае основной примесью в плазменном шнуре будет являться изотоп углерода С, концентрация котое рого может достигать нескольких про" @ центов. В процессе ВЧ-нагрева с использованием эффекта конверсии быстрых магнитозвуковых волн в медленные плазменные волны вблизи эоны двойного циклотранного резонанса для дейтерия зона двойного циклотронного

i5 резонанса для изотопа углерода С будет находиться в области распространения плазменной волны. В этом случае поглощение ВЧ-энергии будет 50

s основном происходить за счет по1

ВНИИПИ Заказ 3790/54 Тираж глощения на двойной циклотронной час19 тоте для ионов С, В результате кулоновского обмена ионы изотопа угле1Ъ. рода С будут пер едавать приобр ете иную энергию основным компонентам плазмы . Благодаря относительно боль" шой концентрации резонансных ионов и их Относит ель но высокому заряду 5у» дет осуществляться преимущественный нагрев ионов основной компоненты даже при увеличенных уровнях мощности, Кроме того, несмотря на то, что в процессе нагрева ьоэможен уход резоI3 нансных ионов С иэ разряда, этот уход будет компенсироваться ионами того же сорта в результате взаимодействия пристеночной плазмы с поверхностью, насыщенной изотопом углерода С . Таким образом в процессе

)Ъ нагрева в разряде будет поддерживаться достаточно высокая концентрация резонансных ионов и при этом концентрация примесей будет оставаться на приемлемом уровне, например, иэ условия допустимых радиационных потерь

Если в разряде присутствуют также ионы основного изотопа углерода (С ) поглощение медленной волны на таких ионах не происходит, так как для этих ионов Е/А 0,5.

Формула изобретения

1. Покрытие внутренней стенки разрядной камеры термоядерной уста" новки с ионно-циклотронным нагревом плазмы, содержащее легкие химические элементы с зарядовым числом Е б 10, О т л и ч а l0 щ е е с я тем, что, с целью повышения его эффективности путем повышения предельного уровня вкладываемой в разряд мощности ионно-циклотронного нагрева плазмы, в него дополнительно введены изотопы химических элементов, для которых

Z/À 0,5, где А — массовое число.

2. Покрытие по п. 1, о т л н ч аю щ е е с я тем, что оно выполнено из углерода, в которое введен изотоп

lg углерода С