15 cм - 3 (Т ~ 4? 107 К).
Припустимо, що енергія, що виділяється при термоядерних реакціях, повністю покриває втрати на випромінювання і догляд частинок на стінки камери. Тоді можна визначити умова існування УТР:
Qяд? Qкорп + Qторм.ізл.
Qкорп=кТ,
де t - час життя частинок.
Умовою існування рівноваги балансу енергії буде для реакції:
dd: nt? 1016 см - 3.с.
dT: nt? +1014 См - 3.С. критерій Лоусона.
Виходячи з вищевикладеного можна сформулювати 3 основні умови роботи термоядерного реактора:
- нагрів плазми до високих Т (Т gt; Т воспл.)
- підтримка концентрації частинок n ~ 14 жовтня? 10 15 см - 3
- ця концентрація повинна існувати протягом часу, необхідного для протікання реакції з більшою частиною частинок.
. Основні шляхи здійснення УТС
1. Тривале утримання гарячої розрідженої плазми (n? T?).- Квазістаціонарні установки. Використовують магнітне утримання плазми. Найбільш перспективні установки типу" Токамак. Орієнтовні параметри установок: H ~ 5 жовтня Гс; Т ~ 10 кеВ, t=1 сек.
Т займання визначається з балансу енергій:
Qяд? Q ізл.торм.
Звідки отримуємо для
dd: ~ Т воспл »4? 10 8 К
dT: ~ Т воспл »4? 10 липня К
У теперішній час продовжуються дослідження (Росія, Троїцьк) на термоядерному комплексі" ТСП (" Токамак з сильним полем) фізичних процесів в обгрунтування досвідченого термоядерного реактора. До складу комплексу входить модернізована установка" Т - 11 М
Основною трудністю, з якою ведеться боротьба, - наявність різного роду плазмових нестійкостей.
2. Імпульсні системи. Розроблялися установки магнітного стиснення плазми (n?), Проте їм притаманні свої типи нестійкостей. У 1962р запропонована ідея нагріву і стиснення твердої мішені (dT) з n ~ 10 23 см - 3 за допомогою потужного пучка лазерного випромінювання. Цей шлях вирішення пов'язаний зі створенням надпотужних імпульсних лазерів. Крім чисто технічних проблем і в цьому випадку виникають нестійкості, пов'язані із взаємодією випромінювання з речовиною.
Ще один перспективний імпульсний метод пов'язаний з використанням замість лазерного променя релятивістського електронного пучка. Перевага - високий ккд, у порівнянні з лазерним.
Загалом, вирішення проблеми УТС зустріло значні труднощі, які не могли бути передбачені на початку шляху. Зараз цій проблемі присвячено міжнародні програми, і хоча успіхи великі, впевнено сказати, що проблема буде вирішена в найближчі роки, було б рано.
. Лазерний трямдія
В даний час роботи ведуться: ФІАІ їм Лебедєва - установка «Дельфін», Арзамас - 16 - установки «Іскра 4», «Іскра 5», США («Шива», «Нова» в Ліверморської нац. Лабораторії, «Омега» в Рочестерському університеті), Японія («Гекко - 12»).
Рівень енергії імпульсу випромінювання ~ 1? 100 кДж. Досягнуто тиск ~ 100 Мбар, щільності стисненого газу (дейтерій) ~ 20? 40 г/см 3, щільність стислій оболонки мішені (Au) ~ 600 г/см 3. Вихід нейтронів за 1 спалах ~ +10 14 шт.
Наступний етап: створення лазерних установок з енергією ~ 10 червня Дж.
У США планується (Ливерморская лабораторія) створення лазера на Nd склі з Р ~ 1,8 МДж. Вартість проекту 2 млрд. Доларів. Аналогічний проект - Франція.
Планується досягти коефіцієнт посилення по енергії ~ 100 тобто отримуємо мікровибух з енерговиділенням ~ 10 7? 10 вересня Дж, потужне джерело нейтронного, нейтринного рентгенівського випромінювання? для атомної фізики і прикладних (військових) застосувань.
Створення реактора УТС на базі лазерних систем вимагає забезпечення мегаджоульного імпульсу, наступного з частотою кілька герц. Запуск досвідченого реактора за американською програмою планується на 2025.
. Плазмові перетворювачі енергії
Термоемісійні перетворювачі. Магнітогідродинамічні (МГД - генератори). Принцип дії ИГД - генератора. Методи підвищення електропровідності плазми. Практичні результати. МГД - генератор і екологія. Плазмові прискорювачі. Плазмова технологія.
Одним з перспективних напрямів використання плазми представляється безпосереднє отримання електричної енергії з теплової енергії газового (плазмового) потоку.
Проблема безпосередньо, минаючи стадії перетворення тепла в механічну роботу, отримання електрики приваблювала на...
