Плазма удержание

Пи-мезоны 75—76, 158, 166, 339 Пинч-эффект 329 Плазма 327 —, неустойчивость 333 —, удержание 329—333 Плутоний 318 [c.395]

Очень трудно решить задачу удержания плотной высокотемпературной плазмы в заданном объеме. [c.481]

Для удержания плазмы может быть использовано также электрическое поле. [c.482]

Обозначим через т время удержания горячей плазмы в рабочем объеме. [c.589]

По истечении этого времени горячая плазма уходит и заменяется новой, относительно холодной, приток которой должен быть обеспечен. Условие стационарности состоит в том, что за время удержания выделение термоядерной энергии должно быть достаточным для разогрева вновь поступающей плазмы и для компенсации потерь (происходящих в основном за счет тормозного излучения электронов в поле ядер). Из баланса мощности для условия стационарности получается уравнение [c.589]

С помощью перечисленных методов нагрева технически вполне достижимы потоки энергии, более чем достаточные для получения нужных температур. Главная трудность состоит в проблеме удержания высокотемпературной и достаточно плотной плазмы в рабочем объеме. [c.590]

Трудности создания термоядерного реактора при этом, однако, не исчезают, а переносятся с проблемы удержания горячей плазмы на проблему мгновенного (т. е. за время, меньшее R/v) ее нагревания до температуры Г 10 кэВ. При твердотельной плотности п = 4,5 10 см (плотность замороженной равнокомпонентной d—t-смеси) необходимая для нагревания плазмы энергия [c.593]

Значения температуры плазмы и параметра удержания, полученные на установках разных типов, приведены на рис. [c.595]

Как отмечено в гл. XI, 4, проблемы теплоизоляции и удержания плазмы вместе с проблемой получения сверхвысоких по земным масштабам температур являются главными трудностями на пути создания термоядерных установок. Как возникают в звездах высокие температуры, мы уже видели. Космические размеры и массы звезд дают решение проблемы теплоизоляции и удержания плазмы. Действительно, холодные периферические области звезды непосредственно не соприкасаются с горячим веществом недр [c.603]

В импульсных термоядерных установках используется инерционный метод удержания плазмы, суть которого состоит в нагреве и сжатии небольщих шариков термоядерного топлива (смесь дейтерия и трития) мощным лазерным излучением или мощными релятивистскими электронными пучками (РЭП) до таких значений температуры и плотности, при которых термоядерные реакции успевают завершиться за короткое время существования свободной ничем не удерживаемой плазмы. Для установок такого типа концентрация частиц п л 10 -т 10 м , а время удержания 10 ч- 10 с. [c.282]

Эффективность систем с магнитным удержанием плазмы характеризуется отношением кинетического давления [c.282]

Эффективность систем с инерционным удержанием плазмы определяется концентрацией частиц плазмы, получаемой в процессе термоядерного синтеза, так как энергия, выделяющаяся при термоядерной реакции, пропорциональна п . [c.283]

В 1963 г. в отделе плазменных исследований Института атомной энергии имени И. В. Курчатова на установке ПР-5 была впервые получена плазма с температурой 40 млн. градусов, концентрацией 10 —10 ° частиц на 1 см и временем удержания около 0,05 сек. Для своего времени это был лучший достигнутый результат, но в дальнейшем на установке ПР-6 оказалось возможным достигнуть почти в 100 раз большей концентрации (10 частиц на см ). [c.159]

Наибольшее количество избыточной энергии на килограмм реагентов приходится Па реакцию синтеза дейтерий — тритий, представленную в (2.4). Но в природе обычно третий не встречается, и потому желательно получать требуемое количество трития в самом реакторе. В этом смысле термоядерный реактор является реактором- размножителем , и это его свойство является наиболее опасным для окружающей среды. Согласно оценке уровень радиоактивности в термоядерном реакторе мощностью 5 ГВт в любой момент времени будет составлять 7-10 Бк трития. Такая радиоактивность сопоставима с наиболее опасной радиоактивностью изотопа йода 1, который образовался бы в реакторе деления аналогичной мощности, но биологическое воздействие радиоактивности трития существенно отличается от воздействия радиоактивности изотопа йода Проблема обращения с тритием должна решаться весьма тщательно. Это, однако, не означает, что ее решение представляет такие же технические сложности, какие возникают при решении проблемы удержания высокотемпературной плазмы. [c.42]

Главным препятствием на пути управляемой термоядерной реакции является удержание плазмы. К настоящему времени использовались два совершенно разных метода магнитное и инерционное удержание.. [c.205]

Из двух методов наиболее изученным является метод использования магнитных полей для удержания плазмы. Заряженные частицы, из которых, состоит плазма, во время движения в магнитном поле подвергаются воздействию сил. Эти силы направлены не вдоль линий поля или линии движения частиц, а, скорее, перпендикулярно им [c.205]

Трудно предсказать, когда каждая из этих проблем будет решена. Тем не менее продолжают рождаться честолюбивые проекты. Большинство обозревателей полагало, что управляемая термоядерная реакция станет возможной только с появлением нового поколения тока-маков или лазеров, т.е. после 1983 г. С целью ускорения работ в этой области конгресс СШ. одобрил в 1980 г. законопроект о развитии работ U области термоядерных систем с магнитным удержанием плазмы, в соответствии с которым планируется сооружение эксперимен- [c.207]

МэВ получает нейтрон. Эта реакция происходит при нагреве до сверхвысокой температуры с удержанием ее некоторое время, в течение которого должна прореагировать определенная доля тяжелых ядер водорода. Скорость реакции также растет с увеличением плотности вещества, которая определяется числом ядер в кубическом сантиметре. Для того чтобы мощность, выделенная в плазме при термоядерных реакциях, покрывала мощность, потребляемую реактором, необходимо иметь определенный параметр (произведение плотности на время удержания) при рабочей температуре. Это условие называется критерием Лоусона. [c.194]

Главная задача состоит в увеличении времени удержания плазмы, т. е. создании мощных магнитных полей, которые в состоянии удержать частицы внутри тора. Такие или почти такие магнитные поля могут быть созданы сверхпроводящими магнитами. [c.195]

В нашей стране еще в 50-е годы родилась идея магнитного удержания плазмы. При этом способе плазма помещается в мешок , сотканный из силовых линий мощнейшего магнитного поля, она висит в вакууме и ни с чем не соприкасается. [c.217]

Летом 1975 года в Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова был запущен крупнейший в мире Токамак-10 . По мнению академика Е. П. Велихова, возглавляющего исследования по магнитному удержанию плазмы, это — последняя чисто экспериментальная установка. На очереди создание первого демонстрационного термоядерного реактора-токамака. [c.217]

Второй перспективный путь к управлению термоядерным синтезом — это так называемое инерционное удержание плазмы. При этом способе на таблетку из смеси тяжелого водорода — дейтерия и сверхтяжело-го — трития в миллионную долю секунды передается [c.217]

Допустим теперь, что мы нашли способ нагрева плазмы до таких фантастических температур, но как удержать и стабилизировать термоядерную плазму хотя бы на время, необходимое для извлечения полезной энергии Звезды удерживают свою плазму силой своего собственного веса, и, в частности, такая сравнительно легкая звезда, как Солнце, имеет массу, в 332 000 раз превышающую массу Земли, а значит, и ее гравитационные силы намного больше земных. Очевидно, что в земных лабораториях невозможно получить подобные гравитационные силы для удержания термоядерной плазмы. К счастью, природа любезно предоставила другой, не менее эффективный способ хранения — диамагнетизм. Как известно, диамагнитное вещество выталкивается из более сильных областей магнитного поля по направлению к более слабым. Многие вещества, в том числе и такие, как стекло и вода, обладают некоторой степенью диамагнетизма даже в обычных условиях (правда, довольно незначительной). Наиболее ярко диамагнетизм проявляется, как ни странно, либо при самых низких, либо при самых высоких температурах. На самом деле этот факт вовсе не парадоксален, если обратиться к первопричине сильного диамагнетизма. Дело в том, что он является результатом крайне высокой электропроводности, приводящей к наличию сильных электрических токов, которые и создают магнитные поля, по своему действию противоположные внешнему магнитному полю. Правда, электропроводность металлов при температурах, близких к [c.107]

Есть еще один способ удержания высокотемпературной плазмы в магнитной бутылке , который мы подробно обсудили в предыдущем разделе. Если окружить высокотемпературную плазму сильным магнитным полем, то она, обладая свойством диамагнетизма, будет выталкиваться из более сильных внешних областей магнитного поля. Образец подобного закупоривания дают радиационные пояса Земли, в которых заряженные частицы движутся вдоль силовых линий магнитного поля Земли, отражаясь обратно в пояса у северного и южного магнитных полюсов, где напряженность поля наиболее высокая. Магнитные полюса Земли являются [c.111]

В центре Солнца плотность плазмы превышает 10 протонов в одном кубическом сантиметре. В термоядерном реакторе, работающем на чистом дейтерии, минимальная плотность плазмы зависит от времени ее удержания и температуры (см. рис. 40), но обычно она немного меньше 10 дейтронов в одном кубическом сантиметре (плюс такое же количество электронов). [c.113]

УСТАНОВКИ с МАГНИТНЫМ И ИНЕРЦИОННЫМ УДЕРЖАНИЕМ ПЛАЗМЫ [c.154]

МАГНИТНОЕ УДЕРЖАНИЕ плазмы — удержание в ограниченном объёме высокотемпературной плазмы достаточно высокой плотности в течение длит, времени, необходимого для возможного осуществления управляемого термоядерного синтеза с помощью особых конфигураций (открытых и замкнутых) магн. нолей. Подробнее см. Магнитные ловуш.ки, Открытые ловушки, У держание плазмы, [c.666]

Электрические двигатели являются в настоящее время наиболее перспективными для осуш,ествления длительных полетов в пределах Солнечной системы. Они могут применяться для корректировки орбиты спутников Земли и в ряде других случаев. Среди электрических двигателей на первое место могут быть поставлены плазменные двигатели, в которых реактивная тяга создается потоком плазмы. Энергия сообщается плазме нагреванием (за счет джоу-лева нагрева плазмы протекающим через нее током) или ускорением плазмы магнитным полем. Магнитное поле в плазменных магнитогидродинамических двигателях (МГД) не только служит для ускорения плазмы, но и предотвращает ее соприкосновение со стенками камеры и выходного сопла. Так как длительное удержание плазмы магнитным полем осуществить трудно, то плазменные двигатели работают в импульсном режиме. [c.228]

В настоящее время научные разработки по получению высокотемпературной d — t-плазмы, удовлетворяющей критерию Лоусона, ведутся с двух сторон со стороны низких ( min) плотностей и со стороны малых (tmin) времен удержания. [c.591]

При низких плотностях главной трудностью является достижение нужного времени удержания (порядка секунды). Очевидно, что никакие стенки из вещества здесь не годятся. При соприкосновении со стенками плазма мгновенно охладится и вдобавок испарит стенку. Единственным известным методом длительного удержания высокотемпературной плазмы является ее термоизоляция магнитным полем. Идея такого удержания была высказана в нашей стране в 1950 г. (И. Е. Тамм и др.) и в США в 1951 г. (Л. Спитцер). В основу этой идеи положен уже упоминавшийся пинч-эффект, т. е. поперечное сжатие плазмы при прохождении через нее электрического тока. Вполне достижимы такие токи, при которых силы сжатия достаточны для преодоления давления плазмы и тем самым для отжатия ее от стенок. Соприкосновения плазмы с торцевыми электродами можно Избежать, если сделать рабочий объем замкнутым, например, в форме тора. [c.591]

Системы удержания плазмы должны обеспечить устойчивое равновесие плазменного образования в течение времени Гвр, необходимого для выполнения условия Лоусона. По времени Свр термоядерные энергетичеекие уетановки делят на квазистационарные и импульсные. В квазистационарных установках плазма удерживается магнитными полями. При этом давление рм, создаваемое магнитным полем, должно быть больше кинетического давления рг плазмы, т. е. [c.282]

В термоядерных установках с инерционным удержанием дейтерий-тритиевой плазмы реакция синтеза осуществляется в виде микровзрьгаов мишеней при воздействии на эти мишени мощным пучком лазерного излучения, пучками [c.286]

Пока основные работы ведутся на установках Токамак (тороидальная камера в магнитном поле), предложенных советскими учеными. В тороидальной камере создается плазма из впрыснутого газообразного дейтерия при сравнительно невысоком давлении. Эта камера одета на ярмо трансформатора, и в ней индуктируется кольцевой ток, который, ионизуя дейтерий, образует плазму и удерживает ее от соприкосновения со стенками с по-лющью собственного магнитного поля. Удержание плазмы обеспечивается тем, что силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно току и охватывают плазменный виток. Кроме того, ток, протекая по плазме, нагревает ее. Однако сам по себе такой плазменный виток с электрическим током неустойчив. Для придания ему устойчивости на поверхность камеры надеваются катушки, создающие большое магнитное поле, напряженность которого во много раз превышает напряженность поля, создаваемого током, а силовые линии параллельны току в плазме. Это магнитное поле придает жесткость всему плазменному шнуру с протекающим по нему током. Недавно введена в строй экспериментальная термоядерная установка Токамак-10 , завершающая долговременную программу разработок и исследований, проводимую в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова [31]. На подобных установках достигнута температура электронов порядка 20—30 млн. К и температура ионов около 7 млн. К при концентрации плазмы (3—5)-101 см со временем удержания в течение 0,01—0,02 с. [c.165]

За последние годы работы по регулируемому термоядерному синтезу получили дальнейшее развитие. В исследовательских центрах страны — Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова, Новосибирском институте ядерной физики. Сухумском и Харьковском физико-технических институтах и других — ведутся разработка и изучение новых методов овладения термоядерным процессом (высокочастотного, турбулентного, ударного, ионноциклотронного нагрева плазмы и пр.). И если ни в одной термоядерной установке еш,е не удалось осуш ествить одновременное выполнение всех условий, необходимых для протекания реакции синтеза (высокой температуры, высокой плотности частиц и достаточного времени удержания плазмы), то в дальнейшем, несомненно, будут достигнуты новые успехи в решении этой сложнейшей задачи. [c.159]

Главная же задача в успешном решении проблемы освоения термоядерного процесса заключается в увеличении в ремени удержания плазмы. [c.177]

Строятся установки с магнитным удержанием плазмы и за рубежом. Это — установка Джет , создаваемая европейскими учеными, установка Вендельшейн VI1А , на которой удалось добиться устойчивого удержания плазмы, нагретой до 10 миллионов градусов. В июле 1978 года ученые Принстонского университета в штате Нью-Джерси сообщили, что им удалось довести в токамаке плазму до 60 миллионов градусов. Однако при этом энергия, затраченная на разогрев и удержание плазмы, в 100 раз превысила выделившуюся. [c.217]

При нагревании мишеней до температур в несколько миллионов градусов дейтерий полностью ионизуется, превращаясь в термоядерную плазму. Для того чтобы управлять самоподдерживающейся реакцией синтеза, необходимо научиться ограиичивать и направлять процессы, происходящие в этой плазме. Каким же образом можно удерживать в повиновении термоядерную плазму в течение достаточно долгого времени, необходимого для извлечения из нее некоторого количества полезной энергии Над этой проблемой вот уже 30 лет работают ученые многих стран, и временами казалось, что задача вот-вот будет решена, однако возникали новые преграды, и окончательное решение вновь отодвигалось на неопределенный срок. Современное состояние данной проблемы можно охарактеризовать с некоторой долей оптимизма, но если даже управляемая реакция синтеза будет осуществлена в лабораторных условиях на рубеже 70—80-х годов, пройдет не менее еще одного десятилетия (а то и больше), прежде чем станет возможным ее использование в практических целях. А пока продолжается поиск наилучшего способа нагрева плазмы до необходимых температур, а также методов удержания термоядерной плазмы. [c.106]

Рис. 40. Для получения самопод-держивающейся реакции синтеза необходимо определенное сочетание ряда параметров плотности плазмы N, времени удержания плазмы t, температуры Т. Таким образом, если температура плазмы достигнет около 1 О К, то для дейтериевой плазмы N Xt что достигается при удержании плазмы с плотностью 10 частиц (дейтронов и электронов) в одном кубическом сантиметре за одну секунду или при удержании плазмы с большей плотностью в течение более короткого времени. Если бы нам удалось получить температуру выше 10 К, тогда возможно соотношение N X t < <104 Точки Лий соответственно отражают успехи в этой области, достигнутые в 1979 и 1959 годах, то есть человечество прошло уже половину пути до Термоядерного Эльдорадо

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...