окремі види магнітогідродинамічних нестабильностей. Сама плазма може створюватися і нагріватися будь-яким із способів, застосовуваних у токамаке.
Головним перевагою стелараторах є те, що застосований у ньому спосіб утримання не пов'язаний з наявністю струму в плазмі (як у токамаках або в установках на основі пинч-ефекту), і тому стелларатор може працювати в стаціонарному режимі. Крім того, гвинтова обмотка може надавати "діверторное" дія, тобто очищати плазму від домішок і видаляти продукти реакції.
Утримання плазми в стелараторах всебічно досліджується на установках Європейського союзу, Росії, Японії та США. На стелараторі "вендельштейн VII" в Німеччині вдалося підтримувати що не несе струму плазму з температурою більше 5Ч10 6 кельвінів, нагріваючи її шляхом інжекції високоенергетичного атомарного пучка.
Останні теоретичні та експериментальні дослідження показали, що в більшості описаних установок, і особливо в замкнутих тороїдальних системах, час утримання плазми можна збільшити, збільшуючи її радіальні розміри і утримує магнітне поле. Наприклад, для токамака підраховано, що критерій Лоусона буде виконуватися (і навіть з деяким запасом) при напруженості магнітного поля ~ 50 е 100 кГс і малому радіусі тороїдальної камери ок. 2 м. Такі параметри установки на 1000 МВт електроенергії. p> При створенні настільки великих установок з магнітним утриманням плазми виникають зовсім нові технологічні проблеми. Щоб створити магнітне поле порядку 50 кГс в обсязі декількох кубічних метрів за допомогою охолоджуються водою мідних котушок, буде потрібно джерело електроенергії потужністю в кілька сотень мегават. Тому очевидно, що обмотки котушок необхідно робити з надпровідних матеріалів, таких, як сплави ніобію з титаном або з оловом. Опір цих матеріалів електричному струму в надпровідного стану дорівнює нулю, і, отже, на підтримку магнітного поля буде витрачатися мінімальна кількість електроенергії.
8. Надшвидкодіючі системи. Керований термоядерний синтез з інерціальним утриманням
Труднощі, пов'язані з магнітним утриманням плазми, можна в принципі обійти, якщо спалювати ядерне пальне за надзвичайно малі часи, коли нагріте речовина не встигає розлетітися із зони реакції. Згідно з критерієм Лоусона, корисна енергія при такому способі спалювання може бути отримана лише при дуже високій щільності робочої речовини. Щоб уникнути ситуації термоядерного вибуху великої потужності, потрібно використовувати дуже малі порції пального, вихідне термоядерна паливо повинне мати вигляд невеликих крупинок (діаметром 1-2 мм), приготованих з суміші дейтерію і тритію, впорскується в реактор перед кожним його робочим тактом. Головна проблема тут полягає в підведенні необхідної енергії для розігріву крупинки пального. У справжня час (1976) вирішення цієї проблеми покладається на застосування лазерних променів або інтенсивних електронних пучків. Дослідження в області Керований термоядерний синтез з застосуванням лазерного нагріву були початі в 1964; використання електронних пучків знаходиться на більш ранній стадії вивчення - тут виконані поки порівняно нечисленні експерименти. Оцінки показують, що вираз для енергії W, яку необхідно підводити до установки для забезпечення роботи реактора, має вигляд:
дж
Тут h - вираження загального вигляду для ккд пристрою і a - коефіцієнт стиснення мішені. Як показує написане рівність, навіть при самих оптимістичних припущеннях щодо можливого значення h величина W при a = 1 виходить непропорційно великий. Тому тільки в поєднанні з різким збільшенням щільності мішені (приблизно в 10 4 разів) по порівняно з вихідною щільністю твердої (d, t) мішені можна підійти до прийнятним значенням W. Швидке нагрівання мішені супроводжується випаровуванням її поверхневих шарів і реактивним стисненням внутрішніх зон. Якщо потужність, що підводиться певним чином програмувати в часі, то, як показують обчислення, можна розраховувати на досягнення зазначених коефіцієнтів стиснення. Інша можливість полягає в програмуванні радіального розподілу щільності мішені. В обох випадках необхідна енергія знижується до 10 6 дж, що лежить в межах технічної здійсненності, враховуючи стрімкий прогрес лазерних пристроїв.
9. Труднощі і перспективи
Дослідження в області Керований термоядерний синтез стикаються з великими труднощами як чисто фізичного, так і технічного характеру. До перших належить вже згадана проблема стійкості гарячої плазми, вміщеній в магнітну пастку. Правда, застосування сильних магнітних полів спеціальної конфігурації пригнічує потоки часток, що покидають зону реакції, і дозволяє отримати в ряді випадків досить стійкі плазмові утворення. Електромагнітне випромінювання...
