Способ инжекции топливных таблеток в термоядерные установки

 

Изобретение относится к области термоядерной энергетической технологии, в частности к термоядерным реакторам с магнитным удержанием плазмы, и может быть использовано при создании систем введения топлива в термоядерный реактор на основе легкогазовых пушек. Цель изобретения - повышение надежности. Сущность изобретения состоит в том, что зарядник инжектора заполняется в узле формирования топливных таблеток двумя таблетками термоядерного топлива, имеющими температуру 8 K. При стыковке камеры высокого давления, снабженной нагревателем с зарядником, одна из таблеток испаряется и заполняет камеру высокого давления испарившимся термоядерным топливом - изотопами водорода. Таким образом, толкающий газ для ускорения одной топливной таблетки создается за счет испарения второй таблетки. Наполнение толкающим газом камеры высокого давления за счет испарения одной из таблеток устраняет необходимость в импульсном клапане напуска толкающего газа от внешнего резервуара, что повышает надежность инжекции. 2 ил.

Изобретение относится к области термоядерной энергетической технологии, в частности к термоядерным реакторам с магнитным удержанием плазмы, и может быть использовано при создании систем введения топлива в термоядерный реактор на основе легкогазовых пушек. Цель изобретения повышение надежности. На фиг. 1 схематически изображено устройство, реализующее предлагаемый способ, на стадии подготовки к инжекции; на фиг. 2 то же, в момент стыковки камеры, зарядника и ствола. Устройство, реализующее способ инжекции топливных таблеток в термоядерные установки, содержит узел 1 формирования топливных таблеток, зарядник 2, топливную таблетку 3, камеру 4, ствол 5, узел 6 дифференциальной откачки, блок 7 управления и синхронизации, вторую топливную таблетку 8, нагреватель 9. Способ осуществляют следующим образом. В узле 1 формирования таблеток газообразный водород (дейтерий) конденсируется при температуре 8-14 K (20 K) и из него приготовляют две таблетки, которые располагаются в заряднике 2 друг за другом на некотором расстоянии. Зарядник 2 вместе с таблетками перемещается к казенной части ствола 5 и устанавливается на одну ось с ним. По команде блока 7 управления и синхронизации ствол 5 и камера 4, имеющие комнатную температуру, перемещаются к заряднику 2 и герметично стыкуются с ним (фиг. 2). При этом часть камеры 4 соприкасается со второй таблеткой 8, что вызывает ее практически мгновенное (менее чем за 1 мс) испарение. Происходит резкое повышение давления газа в камере 4, которое можно еще более увеличить, осуществляя электродуговой разряд нагревателем 9. Нагретый разрядом газ ускоряет вторую таблетку в стволе. Таблетка летит в плазму, а толкающий газ откачивается узлом 6 дифференциальной откачки. По команде блока 7 управления и синхронизации ствол 5 и камера 4 высокого давления возвращаются в исходное положение. Зарядник 2 перемещает новые две таблетки к казенной части ствола 5, и цикл инжекции повторяется. Зарядник 2, выполненный, например, в виде диска с отверстиями по окружности, позволяет подготавливать новые таблетки в течение всего времени инжекции предыдущей таблетки, что повышает частоту инжекции. Повышение надежности достигается за счет устранения операции импульсного напуска толкающего газа в камеру, которая выполняется с помощью быстродействующих импульсных клапанов, работа которых в условиях высокой температуры толкающего газа и высокой частоты инжекции оказывается недостаточно надежной.

Формула изобретения

Способ инжекции топливных таблеток в термоядерные установки, включающий размещение топливной таблетки из изотопов водорода в канале зарядника при температуре от 8 до 20К, герметическую стыковку зарядника с камерой и стволом, имеющими комнатную температуру, ускорение топливной таблетки в стволе при подаче газа из камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в канале зарядника размещают две таблетки, при этом одну из них устанавливают в концевой части зарядника со стороны камеры с зазором относительно второй таблетки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2