ТЕХНІКА-МОЛОДІ 2 2 0 0 4 -Техніка – молоді 2004-02, сторінка 37
ського тиску переносного руху частинок розсуває стінки струменя, так як вона істотно більша за магнітний тиск, який дорівнює тепловому газокінетичному тиску.
Б) Перетяжка, що переміщається вздовж струменя зі швидкістю повільних ядер (тритію), руйнується аналогічно за рахунок руху через неї швидких ядер (дейтерію) з різницею швидкостей ядер дейтерію та тритію.
В) Для перетяжки, яка переміщається з високою швидкістю (ядер дейтерію) часу на її розвиток мало. Вона руйнується низькошвидкісними ядрами (тритію), куди вона налітає з різницею швидкостей ядер плазми. Перетяжка, що рухається з проміжною швидкістю, руйнується з одного торця тиском переважно ядер дейтерію, а з іншого тритію. Отже, плазмовий струмінь стійкий до перетяжок.
На вигнутих ділянках, крім електромагнітних сил, спрямованих до осі, на плазму в тому ж напрямку діють відцентрові сили. Розвитку та руху дуги будуть перешкоджати такі причини. Основний високошвидкісний потік плазми в дугу не піде, оскільки має велику швидкість вздовж осі струменя. Прямолінійна ділянка істотно коротша за дугу, і струм у вигляді високошвидкісних електронів протікатиме через нього. Ця ділянка буде заповнена плазмою. У разі наявності в дузі струму виникає електромагнітна сила. Вона значно більша за силу, пов'язану зі зміною енергії магнітного поля при згині дуги. Під її дією потоки плазми прямолінійної частини та дуги об'єднаються в загальний струмінь, на його осьову лінію.
Викладені міркування доводять стійкість плазмового струменя в умовах даного реактора. Це узгоджується з інформацією про стійкі плазмові струмені Сонця, про що згадувалося спочатку.
До сказаноговище додамо таке.
Дейтерієво-тритієвий плазмовий струмінь приходить в точку передбачуваного початку реакції синтезу вже готова до реакції, часу на її розігрів не потрібно.
Зустрічний рух електронів пригальмовує рух ядер струменя плазми.
За рахунок електронів, що йдуть зі струменя слідом за ядрами гелію струм кілька зростає назустріч потоку.
Електромагнітне випромінювання зі струменя плазми на стінки реактора не має вирішального значення через відносно малу величину. На кришку реактора тиск атмосферне повітря. При діаметрі корпусу близько 1 м воно дорівнює 10 т.
У процесі роботи системи «анод – плазмовий струмінь – катод» втрат енергії з високошвидкісної компоненти плазми на анод не буде, оскільки вона ізольована від анода магнітним полем формувача. Відхід тепла від низькотемпературної плазми на введення і стінки камери неминучий, але через порівняно невелику температуру і щільність плазми втрати тепла будуть відносно невеликими. Що стосується пари «катод – струмінь», то вся енергія струменя буде сприйнята катодом і відведена від нього теплоносієм. Зважаючи на те, що швидкість переносного руху частинок плазми струменя близька за величиною до їх теплової швидкості, то охолодження плазми на підході до катода за рахунок її зіткнення з ним не буде.
Певні технічні проблеми будуть пов'язані з реалізацією та експлуатацією прискорювача плазми на напругу 130 кВ. Бажано знизити напругу до рівня, що виходить при безпосередньому випрямленні стандартної напруги 35 кВ промислової частоти. Такий варіант можливий і доцільний. У цьому випадку до прискорювача подається рівномірна суміш дейтерію і тритію, що дозволить отримати на виході готову до реакції синтезу плазму, ядра якої матимуть енергію 40—50 кЕв. Що стосується формувача, то в його камеру буде подаватися також дейтерієво-тритієва суміш, але в мінімальній кількості, яка необхідна лише для створення в цьому обсязі низькотемпературної плазми, що забезпечує струмопідвод анода до плазмового струменя. При
ТЕХНІКА-МОЛОДІ 2 2 0 0 4
цьому знижуються вимоги до формувача щодо прискорення тритієвої компоненти. Таке прискорення може не знадобитися, хоча ліва частина формувача повинна зберегти магнітне поле, що біжить. Відмова від змінного магнітного поля в правій частині формувача дозволить покращити підведення струму від анода до плазмового струменя, застосувати суцільний металевий анод, що простіше і надійніше. Крім того, вхід в активну зону дейтерієво-тритієвої плазми, у якої всі ядра мають однакову температуру більш спокійний, ніж при наявності відносно холодної тритієвої компоненти, що швидко розширюється.
1.І.В. Курчатов. Про можливість термоядерних реакцій у газовому розряді. М. 1956.
2. Л.А. Арцимович. Керовані термоядерні реакції. Держ. вид. фіз.-мат. літер. М. 1961.
3. Амаса С. Бішоп. Проект Шервуд. Програма США з керованого термоядерного синтезу. Атоміздат. 1960.
3. С.Б. Пікельнер. Основи космічної електродинаміки. Держ. вид. фіз.-мат. літер. М. 1961, с. 251 - 259.
4. Фізичний енциклопедичний словник. Москва. "Радянська енциклопедія". 1984.
5. Л.К. Сорокін. Дослідження тягово-енергетичних характеристик лінійного асинхронного двигуна з паралельним з'єднанням первинної обмотки. Енергоатоміздат. "Електротехніка". 1985, с. 21-25.
Нестійкості плазмового струменя зі струмом. V – швидкість частинок, N – лінійна щільність, h – електронний струм, F – сили, що діють на плазму