ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термоядерное усиление мишеней инерциального синтеза из "Ядерный синтез с инерционным удержанием " Четвертый раздел посвящен мишеням для импульсных систем с драйвером на основе Z-пинча. Обсуждаются два основных направления непрямые мишени с излучающим Z-пинчом и термоядерное горение плотного шнура из DT-топлива В пятом разделе представлен сравнительный анализ коэффициентов усиления мишеней инерциального синтеза и обсуждаются перспективы использования мишеней различного типа. [c.35] В настоящее время наиболее перспективными направлениями инерциального термоядерного синтеза являются 1) прямое облучение мишеней, когда энергия драйвера поглощается непосредственно в мишени, содержащей термоядерное вещество 2) непрямое облучение, когда энергия драйвера сначала преобразуется в энергию мягкого рентгеновского излучения, которое впоследствии воздействует на термоядерную мишень, обеспечивая высокую симметрию вклада энергии 3) прямое зажигание мишени (или быстрое зажигание), при котором процессы сжатия и нагрева термоядерного вещества разделены во времени за счет воздействия на мишень двух синхронизованных драйверов, один из которых обеспечивает медленное сжатие вещества мишени по холодной адиабате , а второй инициирует термоядерное горение в небольшой части горючего. [c.35] В схеме прямого зажигания энергия, которая тратится на сжатие мишени, более чем на порядок превышает энергию области первоначального инициирования термоядерного горения, поэтому эффективность вклада энергии определяется воздействием сжимающего драйвера и, следовательно, близка к случаю прямого облучения. [c.36] эффективность вклада лазерной энергии для схем прямого облучения мишени и прямого зажигания составляет 0,6-0,8, а для непрямого облучения 0,1-0,2. [c.36] Материалами оболочки-аблятора лазерных термоядерных мишеней прямого облучения служат вещества легких элементов, такие как различного рода пластики, бериллий и другие. Это связано с необходимостью минимизировать энергию собственного излучения плазмы, с одной стороны, для того, чтобы уменьшить потери энергии в короне, которые приводят к уменьшению абляционного давления, а с другой стороны — предотвратить предварительный прогрев сжимаемой части мишени. В результате плазма в области поглощения лазерного излучения оказывается полностью ионизованной, отношение A/Z близко к 2, и при воздействии коротковолнового лазерного излучения с Л = = 1,06-0,35 мкм, значение критической плотности находится в пределах per = 3,6 10 -3,3 10 2 г-см . Далее, согласно современным теоретическим и экспериментальным результатам, устойчивое сжатие мишени при облучении лазерными пучками возможно для не слишком тонких оболочек с достаточно низким аспектным отношением Ra/Aa 50 [1]. Таким образом, параметр ускорения а 2, 5, и поэтому в указанных условиях увеличение параметра q при увеличении аспектного отношения, увеличении отношения AjZ или уменьшении начальной плотности вещества аблятора ведет к увеличению гидродинамической эффективности. Для значений q = 0,5-1 гидродинамическая эффективность составляет 0,2-0,3. [c.37] Указанные условия увеличения эффективности преобразования энергии T]f противоположны условиям роста конечной плотности термоядерной плазмы. Это обстоятельство приводит к необходимости компромисса в выборе отношения масс оболочки-аблятора и термоядерного вещества, которое для реальных мишеней составляет 5-8. Имея в виду, что к моменту максимального сжатия испаряется 50-70% массы оболочки-аблятора, а отношение начальных плотностей DT-льда ( /9от =0,215 г-см ) и оболочки составляет 0,2-0,1, легко получить, что эффективность r]f преобразования кинетической энергии оболочки во внутреннюю энергию термоядерного вещества составляет 0,5-0,7. Таким образом, на основании изложенных данных можно сделать заключение, что эффективность преобразования энергии драйвера в энергию термоядерной плазмы при сжатии мишени под действием лазерного излучения должна находится в диапазоне 0,06-0, 17. [c.38] Здесь Qf — удельная энергия, выделяющаяся в реакции синтеза (для DT-реакции qf = 3,34- 10 Дж г ) (р — степень выгорания термоядерного вещества в реакциях синтеза, т.е. отношение ядер плазмы, вступивших в реакцию синтеза, к начальному числу ядер Мр — масса плазмы. [c.38] Последнее условие является аналогом условия п - т 10 с-см для плазмы с магнитным удержанием. [c.40] Вернуться к основной статье