Токамак

О ПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(6 ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 2606,74 (21) 2039833/18-25с присоединением заявки Йо -.(51) м. кл. Н 05 Н 1/16 Государственный комитет СССР ло дедам изобретений и открытий(71) Заявитель прражид но изобр ная сист Изобретение относится к устройствам для получения сильных магнитных полей с использованием сверхпроводящих материалов.Известен токамак (тороидальная камера с магнитной катушкой), сос" тоящий из рабочей камеры и сверх- проводящей магнитной системы, размещенных в гелиевом криостате.Недостатком этого устройства является большое значение магнитных полей, генерируемых в плазменном канале, которое приводит к разрушению сверхпроводящего состояния в обмотке магнитной системы. 1Известна также конструкция тока- мака, содержащая рабочую камеру и ,. сверхпроводящую секцинированную магнитную систему, размещенную в ге. лиевом криостате. 20Недостатком такой конструкции является недостаточный баланс полез-ной энерГии за счет больших затрат энергии на поддержание рабочей температуры в криостате.Целью изобретения является улучшение баланса полезной энергии путем снижения затрат энергии на поддержание рабочей температуры в кри- остате. 30 Цель достигается тем, что дополнительно введены электромагнитныеэкраны, образующие замкнутые контурывокруг секций сверхпроводящей магнитной системы с осями, лежащими в азимутальных сечениях.Кроме того, электромагнитные экраны выполнены секционированными,ичем по крайней мере одна секциясположена вне части криостата ским гелием.Такое выполнение конструкциитокамака позволяет снизить затратыэнергии на поддержание рабочей температуры в криостате в процессе работы токамака путем изменения временных характеристик, воздействующих насверхпроводящую магнитную системумагнитных полей, генерируемых в плазменном канале. 7 аким образом указанные конструктивные отличия позволяют существенно уменьшить нагревсверхпроводящей магнитной системы(СМС) вихревыми токами, наводимыми внешними переменными магнитными полями, возникающими из-за движения плазмы по каналу.На чертеже схематич ажена . сверхпроводящая магнит ема токамака в разрезе.724062 формула изобретения ВНИИПИ Заказ 3363/51 Тираж 889Подпис МШ ва ийлиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектн Позйцией 1 обозначена обмотка СИС позицией 2 - внутренние сверхпроводя, щие экраны, позицией 3 - внешниймедный электромагнитный экран, охлаждаемый жидким азотом позицией 4кожух вакуумного криостата; позицией 5 - рабочая камера.Токамак работает следующим образом.При изменении внешвего магнитного -поля возникающего при возбуждении3тока,в плазме токамата во внешнем экране 3 наводятся токи, ограиичива.ющие скорость нарастания поля внутри экрана. Форма, размеры, толщина и материал внешнего экрана подобраны так, что время затухания вихревых токов, наводимых внешним полем в экране, существенно больше времени затухания вихревых токов в обмотке 1 СМС и внутренних сверхпроводящих экранах 2, В результате основная часть энергии внешнего поля диссипируется во внешнем экрайе и отводится на относительно более высоком уровне температур - при температуре жидкого азота. Остающиеся ослабленные и медленно меняющиеся поля экранируются сверхпроводящими, экранами без диссипации энергии что позволяет уменьшить необходимое для поддержания рабочей температуры (сохранения обмотки СМС в сверхпроводящем состоянии) количество жидкого гелия за счет небольшого увеличения расхода жидкого азота для охлаждения экрана 3.Предлагаемая конструкция токамака позволяет существенно снизить затраты энергии на поддержание рабочей температуры в криостате, а такжепозволяет существенно повысить допустимую частоту следования рабочихимпульсов установки, что приводитк более эффективному использованию 5. всего комплекса установки токамака(силовое и диагностическое оборудованне, математическое обеспечение.и, т.д.),Кроме того, отвод диссипирукщей ( энергии внешнего электромагнитного .поля на температурном уровне жидкого азота примерно в 50 раз экономичнее отвода тепла на уровне жидкогогелия и позволяет примерно в 10 раз 5снизить расход жидкого гелия. 1.Токамак ., содержащий .рабочую ка меру и сверхпроводящую секционированную магнитную систему, размещенную вгелиевом криостаге, о т л и ч а -ю щ н й с я тем, что, с. целью улучшения баланса полезной энергии пу тем снижения затрат энергии наподдержание рабочей температуры вкриостате, дополнительно введеныэлектромагнитные экраны, образующиезамкнутые контуры вокруг секций сверхпроводящей магнитной системы с осями, лежащими в азимутальных сеченияхтора.2. Токамакпо п.1, о т л и ч а -ю щ и й с я тек, что электромагнитные экраны выполнены секциониро-:ванными, причем по крайней мере однасекция расположена вне части криостата с жидким гелием 1