В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 13
ПроектАМБАЛ-М (Новосибирскирск))
Второй крупный амбиполярный проект в ИЯФ. Первая установка АМБАЛ была построена, но после аварии катушки демонтирована.
первая очередь АМБАЛ-М
Первая и единственная в мире амбиполярная ловушка с аксиально-симметричным магнитным полем. Построена только половина установки. Эксперименты прекращены в
2004 году.
В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 13
Проект MFTF-B (LLNL, Ливерморр,, СШАСША))
После успеха установок TMX и TMX-U в США была построена первая в мире крупная установка со сверхпроводящей магнитной системой MFTF-B стоимостью около 330 M$ (в ценах 1980 г.). Из-за политических проблем сразу после подписания акта о завершении строительства проект был прекращён в 1986 г. Это нанесло удар по всей мировой программе открытых ловушек.
50 м
Dolan, 1981 |
Магнит MFTF-B (сверхпроводник) |
В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 13
Газодинамическая ловушкака
Д.Д.Рютов, В.В.Мирнов, 1979
1 – силовые линии магнитного поля,
2 – расширитель,
3 – торцевая стенка (поглотитель плазмы).
L λii ln (R)/ R, R 1
Пробочное отношение предполагается большим, а плазма в соленоиде достаточно плотной, так что длина свободного пробега иона по отношению к рассеянию в конус потерь меньше длины ловушки. Плазма, удерживаемая в центральном соленоиде газодинамической ловушки, столкновительная и имеет максвелловское изотропное распределение частиц по скоростям везде, кроме небольшой области в непосредственной близости от пробок. Это обстоятельство делает невозможным развитие кинетических неустойчивостей, характерных для классических пробкотронов. МГД-стабилизация происходит за счёт специального профиля магнитного поля в расширителе.
В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 13
Реакторныеперспективы ГДЛГДЛ
Перспективы создания на основе ГДЛ термоядерного реактора в настоящее время не вполне ясны. Оценки требуемой длины такого реактора с магнитным полем в пробках ~30 Тл (это предельно достижимое стационарное магнитное поле) дают величину ~5 км при коэффициенте усиления мощности Q = 3 и мощности атомарной инжекции 5 ГВт. Эти величины кажутся неоправданно большими, однако в основном объеме поле составляет всего 1÷1.5 Тл и создается простыми аксиально-симметричными катушками.
Возможным применением газодинамической ловушки является создание на её основе источника 14-МэВ нейтронов D-Т реакции, который нужен для решения задач реакторного материаловедения. Такой нейтронный генератор может обладать уникальными характеристиками даже при параметрах плазмы, близких к уже достигнутым и с использованием техники сегодняшнего дня.
В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 13
УстановкаГДЛ (ИЯФ, Новосибирскбирск))
Газодинамическая ловушка: |
L λii ln (R)/ R, R 1 |
длина установки много больше |
τ ~ RL / 2Vs |
длины рассеяния в конус потерь: |
В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 13
ГДЛкакнейтронный источникник
Наиболее подходящим для нейтронного источника является вариант ГДЛ с двухкомпонентной плазмой , состоящей из относительно холодной (Те ~ 1 кэВ) и плотной (п ~ 1020 м-3) плазмы, удерживаемой в газодинамическом режиме, и популяции быстрых анизотропных ионов, совершающих продольные колебания между точками отражения, расположенными вблизи магнитных пробок.
Быстрые ионы получаются в результате инжекции в ловушку под небольшим углом (20 ÷ 30°) к оси атомарных пучков дейтерия и трития с энергией ~100 кэВ и угловым разбросом ~1°. Из-за низкой температуры мишенной плазмы торможение на ней быстрых ионов идет гораздо быстрее, чем рассеяние.
Ширина углового распределения ионов в процессе торможения остается достаточно узкой, не слишком сильно отличающейся от начальной. В этом случае, вблизи точек остановки плотность быстрых ионов значительно больше, чем в центре ловушки. В этих областях поток нейтронов, образующихся за счет столкновений быстрых тритонов и дейтронов, может достигать нескольких МВт/м2, что соответствует условиям работы первой стенки токамака-реактора.
