Буйко А.М., Буренков О.М., Гаранин С.Ф., Иванова Г.Г., Калашников В.М., Мамышев В.И., Морозова И.В., Софронов В.Н., Якубов В.Б. Физические схемы устройств с дисковыми ВМГ для исследования возможности термоядерного зажигания в системе МАГО // 6 симпозиум «Текущие тенденции в международном исследовании синтеза: обзор», Вашингтон (США), 07-11 марта 2005 г.
Одним из подходов к решению проблемы управляемого термоядерного синтеза является использование нестационарной системы с магнитным удержанием (МАГО)(1), включающей в себя два основных элемента: систему получения замагниченной горячей плазмы и систему сжатия. Для получения замагниченной горячей плазмы используется специальная плазменная камера МАГО(2), состоящая из двух тороидальных отсеков, соединенных узким кольцевым соплом. Замагниченная плазма разгоняется в сопле до скоростей ~ 1000 км/с и нагревается во втором отсеке в возникающих бесстолкновительных ударных волнах до килоэлектронвольтных температур. Для достижения порога зажигания в ТЯ плазме во втором отсеке системы МАГО требуется дополнительное сжатие плазмы.
На настоящий момент обоснованы основные параметры физических схем устройств с дисковыми взрывомагнитными генераторами (ДВМГ)(3), разработанными во ВНИИЭФ, и магнитно-ускоряемых лайнерных систем для сжатия предварительно нагретой DT-плазмы. В таких системах внутренним лайнером служит корпус второго отсека камеры МАГО, квазисферический или цилиндрический, а наружным - алюминиевый лайнер пондеромоторного узла. Обсуждаемые устройства предназначены для первых экспериментов, имеющих целью показать возможность сжатия плазмы коденсированными лайнерами для исследования возможности термоядерного зажигания. Параметры DT – плазмы, использованные в расчeтах, близки к полученным в экспериментах с камерой МАГО: средняя плотность ~ 8·1017 см-3, температура ~ 0.25 КэВ, и.т.д. Расчeты сжатия плазмы квазисферическими и цилиндрическими лайнерами проводились в одномерном приближении с учeтом диффузии магнитного поля, классической электронной и ионной теплопроводности и переноса излучения(4).
Согласно проведенным расчетам, с помощью нескольких рассмотренных лайнерных систем возможно достижение параметров высокосжатого состояния ДТ-плазмы МАГО, близких к расчетному критерию зажигания. Наиболее эффективным и перспективным представляется использование 15-модульного ДВМГ диаметром 0.4 метра, успешно испытанного в лайнерных экспериментах. Этот ДВМГ с помощью 3-лайнерных или 4-лайнерных квазисферических кумулирующих систем может обеспечить характерные времена сжатия плазмы около 7 или 5 микросекунд в медных или алюминиевых разнотолщинных корпусах камер МАГО диаметром 12 см, имеющих минимальную толщину около 2 мм. Для оценок перспектив зажигания рассмотрены аналогичные устройства с более мощными ДВМГ диаметром 0.4 м.
ЛИТЕРАТУРА:
1. V. N. Mokhov, V. K. Chernyshev, V. B. Yakubov, et al. “On the Feasibility to Solve the Controlled Thermonuclear Fusion Problem on Magnetogasdynamics Energy Accumulation Base,” DAN SSSR. V. 247, No. 1, P. 83, 1979 г.
2. A. M. Buyko, S. F. Garanin, V. N. Mokhov, V. B. Yakubov. “Possibility of Low-Dense Magnetized DT Plasma Ignition Threshold Achievement in a MAGO System,” Laser and Particle Beams, 15, No. 1, pp. 127-132, 1997 г.
3. V.A. Shevtsov, V.S. Andreyev, V.A. Demidov, A.I. Krayev, V.B. Kudelkin, E.V. Panturov, A.A. Petrukhin, V.P. Pogorelov, V.K. Chernyshev, V.I. Shpagin. Results of the experimental study of powerful disk EMG. Proceedings of the 7th International Conference of Megagauss Magnetic Field Generation and Related Topics. Ed. by V.K. Chernyshev, V.D. Selemir, L.N. Plyashkevich. Sarov, VNIIEF, 1997 г.
4. Buyko A. M., Garanin S. F. , Ivanova G. G., Kuznetsov S. D., Mamyshev V. I., Sofronov V. N., Yakubov V. B. “Modeling of MAGO plasma compression by imploding liner,” Digest of Technical Papers, 12-th IEEE International Pulsed Power Conference, edited by C. Stallings and H. Kirbie in Cooperation with IEEE Nuclear and Plasma Sciences Society, v. 2, p. 1052-1055, Monterey, California, USA, 1999 г.
| Вернуться назад |