Способ удержания и нагрева плазмы

(61) Дополнительное к авт. свил-ву 2М, Кл,Н 05 Н Х/О аявлеио 19 2) 235 ООЗО 2 м заявкис присое Государственный иацитет Совета Министров СССР оо делан изооретений и ощыпий) Авторыизобретения Л,Усов и В. Л. Тузо нко,(71) Заявител чно-исследовательский институт ядерной физики, электрони и автоматики на Изобретение относится к оЬоаети плазменной техники, в особенности к области удержания и нагрева плазмы в тороидальных магнитных ловушках, и может найти приме= пение в установках для осуществления упоавляемой термоядерной реакции.Известен способ удержания и нагрева плазмы в замкнутой магнитной ловушке, при котором внутренее токовое кольцо формируют из инжектированной в тороидальное магнитное поле электронной плазмы с последующим ускорением электродов до релятивистских скоростей, В созданную таким образом магнитную ловушку вводят нейтральные топливные вещества, подлежащие нагреву 1 .Недостатком способа является необходимость использования дополнительных устройств для ускорения и фокусировки электронов внутреннего токового кольца. Кроме того, максимальный ток электронного кольца и максимальная энергия электронов ограничены уровнем современной ускорительной техники при ускорении частиц в циклическом ускорителе, С созданием сильноточРЖАНИЯ И НЛГРВВЛ ПЛЛЗМЫ ньх наносекундных ускооителей пр одействия с током до мегаампер и постыл электронного пуска до мегад у ейпоявплнсь предложения использовать силь. ноточный пучок для формирования электронньх токовых колец в установках для грева плазмы, Был предложен способ для удержания и нагрева плазмы путем инжекциисильноточного самофокусирующегося реля Отивистского электронного пучка в тороидальиое магнитное поле,Известен способ удержания и нагреваплазмы путем инжекции электронного пучка в тороидальную камеру с тороидальным полем 2 , Электроны сильноточного электронного пучка ижектируют в тороидальиоеполе; дип аясь в ведущем тороидальномполе вдоль силовых линий,они захватываются на замкнутую орбиту и образуют внуъ- , О реннее токовое электронное кольцо, собственное магнитное поле которого в совокрупностп с внешним тороидальным полемобразуют магнитную ловушку для удержанияи нагрева плазмы. Недостатком этого спо"соба является наличие замкнутого тороидальЗаказ 3303/4 Тираж 992 По дписн ое ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытийилиал П П "Патент г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ного магнитного поля во время инжекциирелятивистского электронного пучка в тор.Тороидальное магнитное поле, выполняяроль ведущего поля для электронов пучка,одновременно препятствует прохождениюэлектронов к малой оси тора, а возмущениетороидального поля вместо инжекции собственным полем пучка существенно снижаеткоэффициент захвата пучка и делает невозможным осуществление многооборотной инжекции,Цель предлагаемого изобретения - увеличение тока в электронном кольце.Поставленная цель достигается тем, чтоэлектронное кольцоо формируют методом 5зеркального захвата до включения тороидального магнитного поля,При инжекцин сильноточного самофокусируюшегося пучка в тороидальную камеру сметаллическими стенками и ферромагнитным сердечником электроны пучка, двигаясьв магнитных полях токов изображения, наведенных з стенках тора и ферромагнитномсердечнике., захватываются на замкнутуюорбиту, образуя внутреннее электронное токовое кольцо. В тороидальной камере создается газообразная атмосфера топливныхвеществ, давление которой соответствуеттребованио газовой фокусировки пучка исоставляет величину порядка 0,01-1 Тор,Злектроиы пучка ионизируют нейтральныеатомы топливных веществ, образуя плазмус концентрацией, сравнимой с концентрацией электронов пучка 10 - 10 см, ПосИ Йле формирования кольца включают внешнеетороидальное магнитное поле, которое вместе с собственным магнитным нолем электронного кольца образует замкнутую магнитную ловушку для плазмы. Нагрев плазмы происходит путем передачи энергииот релятивистских электронов кольца ионамплазмы, В случае необходимости в магнитную ловушку могут быть введены дополнительные нейтрал щые топливные веществ а,подлежащие нагреву.Преимушеством предлагаемого способаявляется увеличение тока в электронномкольце, а значит и удельной энергии электронного кольца за счет эффективного захвата и возможности осуществления многооборотной инжекции электронного пучка. Примногооборотной инжекции ток в кольце увеличивается в 6 раз, где И - отношениедлины электронного пучка к длине окружности электронного кольца,Формула изобретения Способ удержания и нагрева плазмы путем инжекции алектронного пучка в тороидальную камеру с тороидальным полем,отличающийся тем,что,сцелью увеличения тока в электронном кольце,электронное кольцо формируют методом зеркального захвата до включения тороидального магнитного поля,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США3677890, кл, 176-3,18.07.72,2. СРок 11 КцЬЬЕ З:й.,ЬосИОе ТЛ.Тгсгрфйф 01 ю 1 еисв геРобиббсейсЬаи Ьеоиь .и 1 о ойо 1 ЯеожеУ РЬУЬЛЕЧ.ЬЕИ 1974,к,зз,21,.р.1275-1278,