Cтраница 2
К задачам физики лабораторной плазмы следует отнести и исследования взрывных процессов в оружейных лабораториях ( США, СССР, Франция, Китай и др.), связанные с разработкой атомных и термоядерных зарядов. Исследования термоядерной плазмы в значительной степени обусловили развитие области физики высоких плотностей энергий в течение 1940 - 1980 - х годов, когда проводились полигонные испытания. [16]
Для поддержания требуемой температуры плазма должна подогреваться. Подогрев термоядерной плазмы возможен за счет энергии, выделяемой в самих реакциях синтеза ядер. Той ее части, которая превращается в кинетическую энергию ядер топлива, может оказаться достаточно для инициирования последующих реакций и, значит, поддержания цепной реакции синтеза. В плазме практически полностью остается энергия заряженных частиц, образующихся в реакциях; кинетическая энергия нейтронов превращается в тепловую вне объема, занимаемого плазмой. [17]
Пока еще не предложено надежных способов измерения ионной температуры. Возможно, в термоядерной плазме с большим нейтронным выходом таким способом станет определение Tt по спектру нейтронного излучения. Наблюдаемая нейтронная эмиссия пока невелика, 104 - 10е нейтронов эа импульс, механизм образования нейтронов неясен и является предметом дискуссий, весьма напоминающих те обсуждения, которые проводились в свое время при исследовании жестких излучений мощных импульсных разрядов. Трудно, при столь малых интенеивностях регистрируемых нейтронных потоков, установить их термоядерное или нетермоядерное происхождение. [18]
При исследовании плазмы приходится сопоставлять ее температуру либо с энергией ионизации атомов, либо с энергией теплового движения частиц плазмы. К тому же характерные температуры термоядерной плазмы велики по сравнению с теми, к которым мы привыкли. [19]
В условиях, когда необходимая для создания термоядерной плазмы мощность нагрева значительно превосходит допустимую мощность омического нагрева преимущества токамака перестают быть бесспорными. [20]
Желобковые колебания играют важную роль в динамике высокотемпературной - термоядерной плазмы, которая обычно удерживается с помощью магнитного поля. Во многих системах, предназначенных для изучения термоядерного синтеза, плазма имеет вид шнура, вытянутого вдоль силовых линий магнитного поля. Желобковые колебания плазменного шнура неустойчивы, если напряженность магнитного поля уменьшается с удалением от центра шнура. Неустойчивость желобковых колебаний ( желобковая неустойчивость) приводит к быстрому развалу плазмы. Для борьбы с ней приходится существенно усложнять геометрию силовых линий магнитного поля. [21]
Ввиду высокой степени равновесной ионизации плазма, в отличие от газа при умеренной температуре, оказывается очень хорошим проводником. Даже холодная плазма поверхности Солнца по проводимости приближается к металлам, а высокотемпературная термоядерная плазма по этому параметру значительно их превосходит. Например, проводимость водородной плазмы при температуре 10 кэВ примерно в 20 раз выше, чем у меди при нормальных условиях. В то же время плазма - среда текучая. Отсюда следует первое отличие плазменной фазы от газовой: у нее невозможно разделить механические и электродинамические свойства. Электромагнитные поля вызывают течение плазмы и управляют им, и напротив, течение плазмы порождает электромагнитное поле. [22]
После окончания конференции Е. П. Велихов сказал корреспонденту ТАСС: Имеется существенный прогресс в области термоядерного синтеза в мире, прежде всего в СССР, США, Японии, ряде других стран. Знаменательно то, что в некоторых лабораториях мира приступили к работе с термоядерной плазмой, температура которой достигает десятков миллионов градусов. [23]
Давление плазмы при / 3 5 % будет 5 атм, и при заданной температуре термоядерной плазмы это накладывает ограничение на ее плотность. Разумеется, при более высоких значениях напряженности магнитного поля можно было бы достигнуть больших плотностей, тем самым снизить требуемое значение ТЕ и, следовательно, размеры реактора. [24]
В этом случае размерностный анализ приводит к результатам, содержащим произвольные ф-ции от этих параметров. Тем не менее даже при такой высокой степени произвола размерностный анализ оказывается полезным, напр, при получении скейлинговых зависимостей времени удержания термоядерной плазмы от параметров установок. [25]
Для прямого фотолиза воды предлагается использовать ультрафиолетовое излучение, возникающее в термоядерном реакторе. Подобный вид радиации, как правило, отсутствует при термоядерной реакции в смеси дейтерий - тритий, однако ее можно вызвать искусственно путем инжекции в термоядерную плазму какого-либо тяжелого элемента. Это направление исследовалось не столь интенсивно, как термохимический метод. Создается впечатление, что предстоит еще решить множество фундаментальных и чисто технических проблем. [26]
В астрофизических исследованиях эти эффекты в основном изучены для малозарядной плазмы, поскольку основным веществом звездных фотосфер являются водород и гелий. Вместе с тем для ряда астрофизических задач ( например, о спектре РИ на стадии взрыва сверхновых) и приложений, связанных с исследованием спектров РИ лабораторной и термоядерной плазмы, необходимо рассчитывать спектры РИ горячей плазмы более сложного состава. В многозарядной плазме проявление эффектов НЕЛТР при формировании спектров РИ также может быть достаточно заметным. [27]
Явление сверхпроводимости уже вышло из стен научных лабораторий: промышленность выпускает магниты, проволоку, ленты, кабель из сверхпроводящих материалов. Они являются компактными и дешевыми источниками сильных магнитных полей, что особенно важно для передачи электроэнергии на дальние расстояния, создания сверхмощных ускорителей элементарных частиц, удержания термоядерной плазмы. К началу 70 - х годов наибольшую критическую температуру порядка 20 - 21 5 К имели несколько сплавов и соединений ( металлидов), что дало возможность применять в криостатах не только жидкий гелий, но и водород. [28]
Промышленное производство технических сверхпроводящих материа-юв было освоено в мире к середине 70 - х годов XX в. Активно разраба-гывались различные устройства, использующие явление сверхпроводимости, - от лабораторных магнитов для камерных научных исследований в физике, химии, биологии до крупных, индустриального масштаба установок по магнитному удержанию горячей термоядерной плазмы или импульсные источники энергии большой мощности на базе индуктивных накопителей. [29]
В настоящее время не вызывает сомнений пригодность токамака для получения плазмы с термоядерными параметрами. Еще в 1978 г. на установке PLT с помощью инжекции пучков быстрых нейтральных атомов ( Е - 40 кэВ, РЬ 2 МВт) температура ионной компоненты плазмы была поднята до 6 - 7 кэВ и по ряду важных параметров, от которых зависит термоизоляция, была смоделирована термоядерная плазма. [30]