Дивертор замкнутой магнитной ловушки

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ369739 Союз Советских Социалистических РеспубликЗаьи мое от авт. свидетельства1, Кл. Н 051 т 4546 26-25 аявлено 201970 ( присоединением заявки йомитет ло деламобретений и открытийри Совете МинистровСССР Приорите оллетень1 К 533.9.03/.07(088,8) ковано 08,1.1973. п Дата опубликования описания 11 Х.1 Авторизобретения В. Г, Зыко явитель ДИВЕРТОР ЗАМКНУТОЙ МАГНИТНОЙ УШК магнитной ловушки истки удерживаемой в ионов примесей и для утые матнитные ловушекции.замкнутой магнитной кольцевую вакуумную цилиндрическую вакуанную с ней кольцевой пластину, расположенсти кольцевой вакуумку встречного магнитнос помощью центральноивключенной навстречу ющего магнитного поля, нитных силовых линий,выводится вместе с диповерхностью в,камеруые частицы плазмы и ясь вдоль магнитных сиемого слоя, увлекаются ударяются о коллекторавляющую собой сплошжду центральной катушорной камеры, нейтралится из системы.гнитного поля в центре в 5 - б раз меньше, чемживающего поля ловушДивертор замкнутоипредназначен для очловушке плазмы отввода плазмы в замкики путем внешней инжИзвестен диверторловушки, содержащийкамеру, окружающуюумную камеру и связщелью, коллекторнуюную в центральной чаной камеры, и катушго поля.В таком диверторемагнитной катушки,катушкам удерживавнешний слой маг(обдираемый слой)верторной магнитнойдивертора, Заряженнионы примесей, двигаловых линий обдирав камеру дивертора,ную пластину, предстную перегородку мекой и стенкой дивертзуются и откачиваюНапряженность маизвестного диверторанапряженность удер ки, а напряженность магнитного поля на кольцевой линии, расположенной на некотором радиусе в центральном поперечном сечении дивертора, равна нулю.5 Удерживаемая в ловушке плазма, попадая,вдоль силовых линий в дивертор, скатывается из приосевой области в область нуля магнитного поля и через магнитные щели, преимущественно вдоль силовых линий дивертор ной поверхности, попадает в камеру дивертора и нейтрализуется,на коллекторной пласп- не. При этом в камере дввертора теряется большое количество чистой плазмы.С целью уменьшения потерь незагрязнен ной плазмы в предлагаемом днверторе коллекторная пластина закреплена сча цилиндрической поверхности кольцевой вакуумной камеры таким образом, что между коллекторной пластиной и внешней поверхностью ка тушки встречного магнитного поля образованравномерный кольцевой зазор, а в плоскость поперечного сечения дивертора помещена дополнительная катушечка.На фит. 1 схематически изображен предла гаемый дивертор, продольный разрез; нафиг, 2 - то же, с конфигурацией магнитного поля, обусловленной действием дополнительно введенной катушки.Дивертор состоит из диверторной вакуум- ЗО ной камеры 1, снабженной инжекционными5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 3патрубками 2 и 3, коллекторной пластины 4, катушек 5 основного постоянного магнитного поля, катушки б встречного постоянного магнитного поля и дополнительной катупгки (витка) 7, создающей кратковременно магнитное поле, встречное основному, Катушка б состоит из двух секций, разделенных пространством, необходимым для выводов тока катушки 7.Дивертор работает следующим образом.В стационарном режиме катушки 5 и б, питание которых можно осуществлять от общего с катушками удерживающего магнитного поля ловушки источиика тока, создают ливер- торную конфигурацию магнитного поля, при которой в диверторную камеру выводится только периферийная часть магнитного потока ловушки (см. фиг, 1). В этом режиме устройство работает как дивертор.Коллекторная пластична 4, имеющая вид кольца, примыкающего к стенке диверторной камеры, отличается от коллекторной пластины известного дивертора тем, что между ней и катушкой б имеется кольцевой зазор, размер которого по радиусу должен быть лостаточным для того, чтобы диверторная магнитная поверхность (показана штриховой линией на фиг, 1 и 2) не касалась коллекторной пластины. Это предотвращает потери плазмы, поступающей в,камеру дивертора из области нуля магнитного поля вдоль силовых линий диверторной поверхности. Потери могут быть только на подвесках и токовых выводах катушек б; 7, площадь которых значительно меньше плогцади коллекторной пластины,Коллекторная пластина имеет Т-образиое сечение для того, чтобы отделить нейтрализующуюся на ней плазму от плазмы на диверторной поверхности.Перед инжекцией плазмы на дополнительную катушку 7 от отдельного источника питания подается импульс тока, создающего кратковременно (время длительности импульса определяется временем заполнения плазмой замкнутой ловушки) конфигурацию магнитного поля (см, фиг. 2), обеспечивающую полное выведение магнитного потока в камеру дивертора и образование в центре системы области с нулевой напряженностью магнитного поля.Инжекция плазмы может осуществляться двумя известными способами: в направлении магнитной щели через инжекционные патрубки 2,или в направлении касательной к одной из силовых лишний магнитного поля, Для осуществления второго способа инжекции в коллекторной пластине 4 имеются отверстия необходимых размеров, соосные с патрубками 3. Инжекцию производят в промежуток времени, когда магнитное поле на оси системы равно нулю, и тем самым обеспечивают заполнение плазмой приосевой области ловушки, После окончания импульса тока в катушке 7 система работает как дивертор, сохраняя диверторную конфигурацию магнитного поля (см. фиг, 1).Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает несколькими преимуществами: оно может работать как в диверторном стационарном, так и в инжекторном импульсном режиме; при ,работе в стационарном диверторном режиме устройство предотвращает потери из ловушки значительного количества плазмы, локализующейся на диверторной поверхности, благодаря отсутствию пересечения диверторной поверхности с коллекторной пластиной; при включении дополнительной импульсной катушки создается возможность максимального заполнения плазмой приосевой области ловушки; устройство позволяет инжектировать плазму обоими известными способами: в направлении магнитной щели и в направлении касательной к одной из силовых линий магнитного поля,Устройство может применяться в стеллараторах и других замкнутых магнитных ловушках, предназначенных для удержания плазмы. Предмет изобретения Дивертор замкнутой магнитной ловушки, содержащий кольцевую вакуумную камеру, окружающую цилиндрическую вакуумную камеру и связанную с ней кольцевой щелью, коллекторную пластину, расположенную в центральной части кольцевой вакуумной камеры, и катушку встречного магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь незагрязненной примесями плазмы, коллекторная пластилина закреплена на цилиндрической поверхности кольцевой вакуумной камеры таким образом, что между коллекторной пластичной и внешней поверхностью катушечки встречиого магнитного поля образован равномерный кольцевой зазор, а в плоскость поперечного сечения дивертора помещена дополнительная катушка.