Инжектор топливных таблеток для термоядерных установок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (И) В 100 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСН енина. М.И.Кав, И,В,Виняр ТАБЛЕТОКсодержатаблеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРытии(71) Ленинградский орденаполитехнический институт илинина(54)(57) инжектоР топливныхДЛЯ ТЕРМОЯДЕРНЫХ УСТАНОВОКщий устройство формировани ток и зарядник, теплоизолированные от системы подачи газа с нагревателем и ствола, расположенных на одной оси, систему дифференциальной откачки и систему синхронизации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, , с целью повышения надежности за счет снижения потерь массы таблеток, система подачи газа и ствол выполнены с.возможностью перемещения" вдоль от ствола и герметичной стйковки с зарядником на время инжекции.Изобретение относится к устройствам, используемым при исследованияхв области Физики плазмы в связи спроблемой управляемого термоядерного синтеза, и может быть применено,в частности, на установках ТОКАМАК,Известен инжектор топливных таблеток, содержащий устройство дляформирования таблеток, эарядник,ствол, систему подачи ускоряющегогаза, систему дифференциальной откачки.Недостатком данного устройстваявляется наличие охлаждения стволаи системы подачи газа жидким гелием, что не позволяет использоватьдля ускорения нагретый газ, ограничивая тем самым скорость таблеткина выходе из инжектора иэ-за большого расхода жидкого гелия,Наиболее близким техническим решением является инжектор топливных таблеток для термоядерных установок, содержащий устройство формирования таблеток и зарядник, теплоизолированные от системы подачи газа с нагревателем и ствола, расположенные на одной оси, систему дифференциальной откачки и систему синхронизации, а также систему предускорения,Недостатками данной системы является вероятность потери массы из-за разрушения таблетки твердого дейтерия при движении в устройстве предварительного ускорения и встреливании ее в ствол, потеря массы таблетки из-за испарения, так как она на"ходится в стволе комнатной температуры 1-2 мс до начала ее основного ускорения, как следствие образования зазора между таблеткой и стволом, что ведет к ее дополнительному испарению, отсюда к потере 40-503 массы и нарушению скорости таблетки.Целью изобретения является повышение надежности за счет снижения потерь массы таблетки. Цель достигается тем, что в инжекторе топливных таблеток для термо ядерных установок, содержащем устройство для формирования таблетоки зарядник, теплоизолированные отсистемы подачи газа с нагревателеми ствола, расположенных на однойоси, систему дифференциальной откачки и систему синхронизации, системаподачи газа и ствол выполнены с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 воэможностью перемещения и герметичной стыковки с эарядником на время инжекиии.На чертеже дана структурная схема инжектора топливных таблеток. Инжектор содержит устройство формирования топливных таблеток 1, эарядник 2, систему подачи газа 3, ствол 4, привод 5, систему дифференциальной откачки 6, Соединение системы подачи газа и ствола с зарядником только на время выстрела показано пунктирными линиями вместо сплошных, 1Инжектор работает следующим образом.В исходном положении таблетка, образованная при температуре - 10 К в устройстве формирования таблеток 1, с помощью зарядника 2 устанавливается перед входом в ствол 4 на одну ось. Перед соединением ствола 4 и системы подачи газа 3 с зарядкиком 2 все три элемента друг от друга изолированы, причем эарядник 2 с системой формирования таблеток 1 полностью находятся в высоком вакууме, а ствол и система подачи 3 могут находиться полностью или частично в вакууме так, чтобы между ними и зарядником были вакуумные промежутки, На время инжекции все три элемента соединяются в одно целое, причем зарядник 2 с находящейся в нем таблеткой неподвижен, а ствол 4 и система подачи газа перемещается к нему с двух сторон по оси движения таблеток, Одновременно с соединением осуществляется импульсная подача газа. Таблетка из эарядника входит с нулевой начальной скоростью в ствол и ускоряется в нем под действием расширяющегося газа. Ускоренная таблетка попадает в систему дифференциальной откачки 6, которая поглощает ускоряющий газ, завершая процесс выстрела. Одновременно с окончанием выстрела привод 5 отсое-. диняет и тем самым изолирует через вакуум систему подачи газа 3 и ствол 4 от зарядника 2, который охлаждается жидким гелием до температуры10 К, и забирает из устройства формирования таблеток 1 очередную таблетку, устанавливая ее перед входом в ствол в исходное положение.Промежуток времени между соединением системы подачи газа и ствола с зарядником и началом ускорения112 Ь 115 Корректор Т. Колб Редактор О.Титова Техред И.ВересеТираж 386 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж. Раушская наб., д. 4/5 Заказ 4844/1 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 таблетки может составлять величинуменее одной миллисекунды за счетприменения быстродействующего клапана в системе подачи газа. Это дает возможность использовать приработе инжектора ствол и системуподачи газа при комнатной температуре, что легко обеспечить за счетдешевого водяного охлаждения дажепри использовании ускоряющего газас температурой до 2000-3000 К. Скорость топливных таблеток можетбыть при этом увеличена в 3-5 раз:по сравнению с режимом ускорениягазом комнатной температуры,Преимущества системы заключаются в исключении разрушения таблетки твердого дейтерия за счет исключения предварительного ускорениятаблеток, уменьшения вероятностииспарения таблеток за счет уменьшения времени нахождения таблетки встволе. Уменьшение потерь массыприводит к повышению скорости движения таблетки,Увеличение скорости таблетокпозволит вводить топливо в области 10 плазменного шнура, расположенныевблизи центра разрядной камеры.Соответственно может быть уменьшена частота инжекции топливных таблетц 1 за счет возрастания времени 15 жизни плазмы и появятся дополнительные возможности по формированиюпрофилей плотности плазмы и тока вреакторе.