ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Приложение Д. Методы накопления энергии. Диденко из "Ядерный синтез с инерционным удержанием " Заключительные замечания о скейлингах. Прежде всего напомним, что в оптимистическом скейлинге выхода нейтронов для одиночного аксиально неоднородного пинча, не учитывающего охлаждения электронов, мы имели весьма сильную зависимость Те(/) Те / , так что общий скейлинг был Y ос 1 . В скейлинге для ПОИ, учитывающем вышеприведенные механизмы нагрева и охлаждения электронов, ос общий скейлинг гораздо хуже, У / , но зато обеспечен намного больший путь движения дейтонов через плазму пинча-мишени. При этом в обоих случаях не принимался во внимание нагрев плазмы пинча-мишени током и магнитным сжатием, который может быть гораздо более существенным фактором при высоких электронных температурах, чем нагревы из-за кулоновских рассеяний электронных и ионных потоков. Не учитывалась и динамика пинча-мишени, его йнерциальность при коротких временах процесса. Поэтому вопрос о скейлинге, сводящийся к тому, какой ток необходим для получения 10 — 10 DT-нейтронов/имп, остается открытым. [c.195] Основная проблема ИТР с Z-пинчевым драйвером состоит в том, что микровзрыв разрушит часть вакуумной транспортирующей линии с магнитной самоизоляцией, доставляющей энергию к Z-пинчу. Вследствие этого, до недавнего времени считалось, что эта схема годится лишь для однократных экспериментов. Однако на фоне достигнутых на установке Z экспериментальных результатов разработка реакторных схем с драйвером на основе Z-пинча стала неизбежной. [c.196] С точки зрения механической и электрической прочности, наиболее слабым местом рабочей камеры ИТР с драйвером на базе Z-пинча является проходной изолятор, отделяющий вакуумный объём рабочей камеры от транспортирующей линии источника электромагнитного инициирующего импульса. Поверхность изолятора, обращенная внутрь камеры, в вакуум, имеет электрическую прочность, не превышающую 100 кВ/см. Для пропускания инициирующего импульса с напряжением 5 MB полная высота кольцевого изолятора должна быть не менее 1 м. Радиус кольцевого изолятора ( 4 метра) определяется электрофизическими характеристиками источника инициирующего электрического импульса. Поэтому РТЛ, соединяющая нагрузку (Z-пинч) с электродами, проникающими через изолятор, должна представлять собой крупногабаритную массивную конструкцию. Для уменьшения массы РТЛ предлагается изготавливать ее из металла толщиной в десятки микрон с тем, чтобы полная масса РТЛ не превышала нескольких десятков килограмм. Несомненно, изготовление таких линий и операции с ними, рассматриваемые в [1, 2], при работе реактора составляют сложный и дорогой технологический процесс. [c.198] В рассматриваемой схеме РТЛ проходной изолятор защищается от потока продуктов микровзрыва затвором — массивной конической пробкой, которая одновременно является внутренним электродом вакуумной линии с магнитной самоизоляцией РТЛ. При DT-микровзрыве с энерговыделением в 1-3 ГДж выход нейтронов составляет (0,3 1)-102 1/имп. Простые оценки показывают, что нейтронный поток, который поглощает коническая пробка, выполняя свою защитную функцию, переводит ее значительную часть в плазму с плотностью, равной плотности твердого тела при температуре в несколько тысяч К. Взрывная волна, возникающая при этом, производит механический эффект, эквивалентный действию взрыва нескольких килограмм взрывчатки. Жизнеспособность проходного изолятора, равно как и некоторых функциональных элементов затвора, представляется в этих условиях сомнительной. [c.198] В данной работе исследована возможность создания с помощью мощного тяжелоионного драйвера критических условий для небольшого количества делящегося вещества с целью создания ядерной энергетики взрывного типа [1, 2. [c.199] Таким образом, при замене вещества пушера из термоядерной мишени на делящееся вещество появляется возможность с помощью интенсивных пучков тяжелых ионов создавать физические условия для протекания взрывного деления малого количества делящегося вещества. [c.199] Заметим, что для величина /х = 2,03, а сг/ = 2 барна [4. [c.200] При получении (Г.1) предполагалось, что плотность нейтронов внутри сферы постоянна, а вне сферы равна нулю. [c.200] Сценарий достижения с помощью пучка тяжелых ионов положительного энергетического выхода из сжатого делящегося вещества почти полностью повторяет известный сценарий для сжатия термоядерной мишени. Интенсивный ионный пучок концентрируется на торец цилиндрической мишени, выделяя около 5 МДж энергии в цилиндрическом слое поглотителя. [c.201] Временной профиль вложения энергии и конструкция мишени подбираются так, чтобы при движении к оси цилиндра энтропия сжимаемого вещества оставалась минимальной. В таком режиме холодного сжатия [5] время стагнации составляет 2 нсек. Параметры энергетических систем для четырех случаев с различной степенью объемного сжатия (300, 400, 500 и 600) приведены в табл. Г.2. [c.201] При расчётах коэффициента усиления энергии G предполагалось, что энерговложение не зависит от массы сжимаемого ядерного топлива и выгорание ядерного топлива 30%. Частота работы ускорителя-драйвера подобрана так, чтобы установка имела среднюю тепловую мощность 10 ГВт и электрическую 4 ГВт. Количество реакторов, облучаемых от одного драйвера, зависит от средней тепловой мощности поглощаемой системой охлаждения реактора. Если эта мощность составляет 2,5 ГВт, то для любого варианта из таблицы, очевидно, потребуются четыре реактора. [c.202] За 1 НС до момента наибольшего сжатия мишени (наибольшего схождения по радиусу) на ось мишени направляется короткий во времени (длительностью = О, 1 не) пучок протонов с энергией 0,5 ГэВ и с интенсивностью 10 протонов за импульс. Простейший способ получения столь мощного (1 ГВт) протонного пучка состоит в 50-кратной продольной компрессии пучка с током 40 мА на выходе из линейного ускорителя. Воздействуя на сжатую мишень, такой пучок обеспечит в реакциях срыва генерацию затравочных нейтронов в количестве Nq 10 . Тогда, в соответствии с формулой (Г.4), время разгона меняется от 0,6 не для варианта 1 до 0,3 не для варианта 4. Видно, что условие (Г.6) достаточно хорошо выполняется для всех четырёх вариантов Гг О, 1 не, гь 0,5 не, Tst 2 не. [c.202] Как известно, особенностью термоядерной электростанции (ТЯЭС) является то, что она не может быть построена на малую энергию. [c.204] К настоящему времени хорошо известен метод накопления энергии путем закачки воды на определенную высоту в часы наименьшего потребления, с целью использования этой энергии в часы пик. [c.204] По-видимому, этот метод мало пригоден для накопления энергии применительно к термоядерным электростанциям, поскольку главная проблема для них — не различие энергопотребления в разное время суток, а накопление энергии для использования ее большим числом малых потребителей. Для этих целей не подходит и метод накопления энергии в сверхпроводящих магнитах, который интенсивно развивается в последнее время. [c.204] Рассмотрим те методы накопления энергий, которые могут быть использованы для накопления энергии от ТЯЭС с целью последующего использования большим числом мелких потребителей. [c.204] Вернуться к основной статье