Устройство для транспортировки плазмы — SU 1026572 (original) (raw)
. СОЮЗ СОВЕТСКИХсаиикювесникРЕСПУБЛИК 80 026572 А 1 Р б 21 В 1/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЪ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Васильев В.И. и др. К вопросу о структуре плазменных сгустков коаксиальных инжекторов, журнал технической физики; т.ЗВ, 1968, В 6 с. 99.2. Ч.1.Чаз 11 еч еЪв 1 Р 1 аиаь Рпуэ 1 св апй Мцс 1 еог Рце 1 оп ВееецгсЬ, 1974, ч Х 1, р. 711-752, 1 АЕА,Ч 1 еппа, 1975 (прототип ).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИ- РОВКИ ПЛА 3 Я,содержащее цилиндрический металлический плазмопровод,соединенный вакуумно-плотно с источником и приемником плазмы, и коаксиальную плаэмопроводу магнитную систему, создающую импульсное продольное магнитное поле, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД транспортировки плазмы посредством уменьшения потерь плазмы поперек магнитного поля, магнитная система выполнена по крайней мере из двух катушек, отстоящих одна от другой на расстоянии больше диаметра, но меньше двух диаметров плазмопровода, при этом эа первой катушкой установлено металлическое кольцо толщиной больше толщины скин-слоя, возникающего при ЕФвключении магнитного поля.1015202530 мы поперек магнитного поля.Эта цель достигается тем, что в устройстве для транспортировки плазмы, содержащем цилиндрический металлический плазмопровод, соединенный вакуумно-плотно с источником и приемником плазмы, и коаксиальнуо плазмопроводу магнитную систему, создающую импульсное продольное магнитное поле, магнитная система выполнена по крайней мере из двух катушек, отстоящих одна от другой на расстоянии больше диаметра, но меньше двух диаметров плазмопровода. При этом эа первой катушкой установлено металлическое кольцо толщиной больше толщины скинслоя, возникающего при включении магнитного поля..На чертеже показано предложенное устрбйство, продольное сечение.Внутри вакуумной камеры 1 установлен источник 2 плазмы. Плазмопровод, изготовленный иэ листовой стали толщиной 2 мм, пристыкован к камере 1 и сообщается с ней. Ко 4045505560 Изобретение относится к областиуправляемого термоядерного синтезаи может быть использовано в системахтранспортировки высокотемпературной плазмы к магнитным ловушкам.Известно устрдйство для транспортировки плазмы, выполненное в видестеклянного плазмопровода, коаксиально которому установлен солено-, ид Г 13,Недостатком этого устройства являются потери плазмы поперек магнитного поля вследствие замагниченности плазмы при ее движении по плазмопроводу и увеличения ее диаметра, касание стеклянных стенок плазмой плазмопровода и загрязнение плазмы тяжелыми примесями, плохие вакуумные условия в плазмопроводе и недолговечность стеклянного плазмопровода.Наиболее близким техническимрешением к изобретению является устройство для транспортировки плазмы, содержащее цилиндрический металлический плаэмопровод, соединенный вакуумно-плотно с источником и приемником плазмы, и коаксиальную плазмопроводу магнитную систему, создающую импульсное продольное магнитное поле 2 3. Недостатками этого устройства являются низкий КПД транспортировки плазмы из-за потерьна стенки плаэмопровода в результате диффузии плазмы поперек магнитного поля по мере ее движения и доставка плазмы к приемнику в замагниченном состоянии.Целью изобретения является повышение КПД транспортировки плазмы посредством уменьшения потерь плазаксиально плазмопроводу установлены катушки 4 и 5 магнитной системы. Их разделяет участок б плазмопровода беэ магнитного поля, длина которого больше диаметра, но меньше двух диаметров плазмопровода; За катушкой 4 расположено металлическое кольцо 7, Это кольцо позволяет создать крутой градиент магнитного поля (более 0,5 кГс/см ) на входе в участок б, На участке 8 плазмопровода, расположенном внутри катушки 5, плазма вновь попадает в продольное магнитное поле. За плазмопроводом может располагаться сразу приемник плазмы или вновь металЛическое кольцо и следующие участок плаэмопровода без магнитного поля и участок плазмопровода, охватываемый катушкой.Транспортировка происходит следующим образом. В определенный момент времени в источнике 2 создается плазма. За 2,5 мс до этого момента на катушки 4 и 5 подается напряжение и создается импульсное продольное магнитное поле на участках плазмопровода, Таким образом, плазменная струя входит в плазмопровод с уже созданным магнитным полем. По мере движения плазьы по участку 3 происходит замагничивание плазмы за счет диффузии в нее продольного магнитного поля. Одновременно плазма расширяется и приближается к стенкам плаэмопровода. При достаточно большой длине участка 3плазма расширяется до стенок, касается их и частично теряется. Для эффективной изоляции плазмы от стенок на выходе ее из участка 3 плаэмопровода перед участком б установлено металлическое кольцо толщиной больше скинслоя для экранировки магнитного поля катушки 4, и формирования таким образом, крутого градиента магнитного поля на входе в участок б, При пролете плазмой обЛасти с крутым градиентом в ней иэ-за развития неустойчивостей происходит интенсивное размагничивание, которое сопровождается повышениемтемпературы плазмы. На участке б плазма движется свободной от магнитного поля. Длина этого участка выбирается из следующих соображений: если она будет меньше диаметра плаэмопровода, то области, свободной от магнитного поля, не будет, если же она будет более двух диаметров плаэмопровода, то плазма коснется стенок плазмопровода из-за своего поперечного разлета, На входе в участок 8 плаэмо" провода вйовь формируется тонкий скин-слой, разделяющий магнитное поле и плазму, и процесс диффузии плазмы и поля повторяется.Заказ 10567/9 Тираж 427 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Использование этого устройства позволяет транспортировать высоко- температурную плазму с высоким КПД (порядка 30 и доставлять ее к приемнику с малой толщиной скинслоя, что необходимо при использованиях в термоядерных реакторахс магнитной термоизоляцией,