ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Мишени ИТС. Баско М.М., Гуськов С.Ю., Недосеев С. Л., Чуразов из "Ядерный синтез с инерционным удержанием " К более поздним идеям (конец 70 х годов) в ИТС относятся предложения использовать для целей ИТС ускорители интенсивных пучков тяжелых ионов, разработанные для экспериментов по физике высоких энергий. Эти идеи основаны не только на том, что такие пучки частиц чрезвычайно эффективно взаимодействуют с веществом термоядерных мишеней, но также на том, что мощные токовые импульсы можно получать на основе известных технологий, разработанных для исследований в области физики высоких энергий. [c.30] Последнее свойство позволяет решить основные вопросы по обеспечению длительной эксплуатации элементов установки. [c.31] Разработка концепций мощного ускорителя-драйвера является одной из наиболее важных областей научно-исследовательских работ по ИТС. Подходы европейских групп, включая российские, и групп из США при этом различаются. Требуемые уровни энергии тяжелых (А - 200 а.е.м.) ионов (5-10 ГэВ) и суммарных токов пучков ( 50 кА) не позволяют использовать такие ускорители тяжелых ионов, как циклотроны или синхротроны, из-за ограничений по току и низкого КПД. В настоящее время рассматриваются два типа ускорителей-драйверов, способных обеспечить решение этих задач. Если европейские разработчики концентрируются на схемах, основанных на использовании линейных резонансных ускорителей с накопительными кольцами, то американские ученые делают ставку на использование индукционных линейных ускорителей. [c.31] В случае резонансного линейного ускорителя ионы, извлекаемые из ионного источника при низких энергиях и токах, ускоряются в нескольких каскадах системы с последовательно увеличивающейся частотой ВЧ поля [17, 18]. Линейные ускорители подобного рода являются обычным звеном во всех ускорителях протонов и ионов больших энергий во многих ускорительных центрах мира. Достоинствами такого типа линейных ускорителей является высокий темп ускорения (1-5 МэВ/м) и большой КПД (до 30%). [c.31] Конечная энергия ионов должна достигать в различных проектах от 6 до 100 ГэВ. Ускоренные ионы накапливаются в накопительных кольцах, далее направляются в компрессионные кольца, где импульс сжимается по времени. Из ионных источников с помощью электростатического поля извлекаются пучки ионов с кинетической энергией от 100 кэВ до 1 МэВ, длительностью импульса от 100 мкс до 1 мс и током в десятки мА. Конечная длительность 10 не и токи десятки кА. Таким образом, фактор компрессии по длительности импульса должен составлять 10 . [c.31] Соответствующие масштабированные эксперименты по транспортировке интенсивных пучков через плазменные каналы активно проводятся в Беркли (США) и в ГСИ-Дармштадт [20, 21]. Эксперименты сопровождаются детальным численным моделированием процессов в ускорителе от ионного источника до транспортировки на мишень в камеру реактора с использованием ЗО-компьютерных кодов [22, 23]. [c.32] В данной главе представлен обзор теоретических и расчетных результатов по коэффициентам термоядерного усиления мишеней инерциального термоядерного синтеза (ИТС). Обсуждаются конструкции и параметры мишеней для всех наиболее перспективных на сегодняшний день направлений ИТС. [c.34] Первый раздел посвяш,ен обсуждению общих принципов действия мишеней ИТС и особенностей термоядерного горения таких мишеней. [c.34] Второй раздел посвящен мишеням лазерного термоядерного синтеза, включая мишени прямого облучения лазерными пучками и мишени непрямого облучения рентгеновским излучением, в которое конвертируется лазерное излучение. Обсуждаются особенности конструкций перспективных мишеней с пониженной чувствительностью к развитию гидродинамических неустойчивостей, проблемы преобразования лазерного излучения в рентгеновское и другие вопросы физики мишеней лазерного термоядерного синтеза. [c.34] Заключительная часть раздела посвящена одному из наиболее перспективных направлений инерциального термоядерного синтеза, так называемому, прямому или быстрому зажиганию. Концепция прямого зажигания состоит в разделении во времени процессов сжатия и нагрева термоядерного вещества при воздействии на мишень двух синхронизованных импульсных источников энергии (драйверов), один из которых осуществляет предварительное сжатие термоядерного топлива, а второй — нагрев и инициирование термоядерной реакции. [c.34] Третий раздел посвящен мишеням тяжелоионного синтеза. Основное внимание уделяется непрямым мишеням, которые рассчитаны на воздействие импульса рентгеновского излучения, в энергию которого преобразуется энергия ионных пучков. Обсуждаются схемы мишеней прямого зажигания с использованием зажигающего тяжелоионного драйвера. [c.34] Вернуться к основной статье