Стелларатор

Cтраница 4

Выяснилось, что благодаря нарастающему к периферии вращательному преобразованию в стеллараторах менее опасны так называемые баллонные моды неустойчивости. Все это приводит к тому, что теоретический предел давления плазмы в стеллараторах с оптимальными параметрами выше, чем в токамаках. Наиболее высокие предельные / 3 ( десять и более процентов) получаются в стеллараторах с пространственной осью и D-образным сечением магнитных поверхностей. [46]

И действительно, несмотря на то, что до 1970 г. стеллараторами занимались в нескольких лабораториях, а токамаками только в одной, то-камаки по полученным на них параметрам плазмы значительно опередили стелл араторы. [47]

Детальное исследование равновесия и устойчивости плазмы в стелла-раторах производится на основе численных расчетов. Напряженность магнитного поля здесь является сугубо локальной характеристикой, и поэтому для описания стелларатора - трехмерной системы вложенных магнитных поверхностей - используется специальный язык потоковых переменных. Вместо компонент векторов j ( с / 4тг) rot В и В вводятся интегральные величины - тороидальные ток / и поток Ф внутри данной магнитной поверхности и полоидальные ток F и магнитный поток i / j вне этой поверхности. Получающаяся система скалярных уравнений еще слишком сложна, однако при условии малости винтовой амплитуды ее приближенно можно свести к одному уравнению типа уравнения ( 4) и использовать методы расчета, разработанные для токамаков. [48]

Разрыв в обмотке Продольного поля и включение в этом месте катушек с противоположным направлением витков позволяет разделить все пространство внутри камеры Стелларатора на две изолированные области. Нейтралы, выбитые со стенок дмвертора, имеют мало шансов на попадание обратно в камеру Стелларатора, так как апертурный угол щели дивертора мал. Экспериментально было установлено, что включение дивертора снижает уровень примесей в Стеллараторе-С ( при типичных режимах работы) в десятки раз. [49]

Естественным обобщением задачи реконструкции объекта по изолиниям является переход от системы линий уровня, аппроксимируемых окружностями, к системе эллиптических изолиний. Изолинии в виде софокусных или смещенных один относительно другого эллипсов характерны для ряда режимов работы стеллараторов [310], токамаков с полоидальными диверторами [260], винтовых дуг [482] и т.п. Кроме того, как отмечают авторы [422], нередко целесообразным бывает наклонное микроволновое зондирование столба плазмы, позволяющее повысить точность восстановления ID распределения электронной плотности плазмы. [50]

Калэме инжекционный метод нагрева благодаря простоте физических принципов и бурному прогрессу в технике получения мощных, хорошо коллимированных атомных пучков получает в эти годы наиболее широкое распространение и особенно интенсивно разрабатывается в США. Именно с помощью инжекции были достигнуты максимальные значения ионной температуры и параметра / 3 в токамаках и наилучшие параметры плазмы в стеллараторах. Мощность инжекции в современных экспериментах составляет 1 - 7 МВт при энергии атомов 20 - 70 кэВ и более чем на порядок превышает мощность омического нагрева. [51]

Ураган ( Харьковский физико-технический институт), WANDELSTEIN ( Институт им. Макса Планка), HELIOTRON ( Киотский университет) позволили далеко уйти на этих установках от бомовского закона потерь, наблюдавшегося в стеллараторах Принстонской лаборатории. [52]

Число периодов т считаем для простоты одинаковым для всех гармоник. Если в разложении ( 18) доминирует, скажем, гармоника с / 2, то стелла-ратор называют двухзаходным или, просто, / 2 стелларатором. [53]

Липа Натанович Розенцвейг, узнав о проблеме УТС, в разговоре со мной заметил ( разговор относился к 1956 году): Вы занимаетесь не той плазмой. А еще, значительно позднее, после создания мощных генераторов сантиметрового и миллиметрового диапазона - гиротронов ( Горький, НИРФИ - Горьковский университет - ИПФ РАН), электронный циклотронный резонанс стал одним из основных методов создания высокотемпературной плазмы в токамаках и стеллараторах. [54]

Принципиальное преимущество такой системы - стационарность магнитной конфигурации, позволяющая избежать нежелательных термокачек конструкции в термоядерном реакторе. Возможность обходиться без продольного тока ( тока омического нагрева) снимает вопрос о неустойчивостях, доставляющих токамакам наибольшие неприятности. Стеллараторы имеют, однако, и серьезные недостатки. В отличие от токамака - системы с осевой симметрией, где дрейфовые поверхности как пролетных, так и запертых частиц замкнуты, в стеллараторе, принципиально трехмерной несимметричной системе, имеются группы частиц, которые не удерживаются в замкнутом объеме. [55]

Распределение магнитного поля по радиусу. а в та-камаке. 6 в пинче с обращенным магнитным полем. [56]

Вр - полоидаль-ное магн, поле, Вр ( а) - ( Х0 / 2лг, черта означает усреднение по сечению. В системах с током баллонное растяжение тороидального плазменного шнура уравновешивают силой взаимодействия тороидального тока с внешним, поперечным к плоскости тора магн. В стеллараторах удерживающим является эффективное полоидальное поле от винтовых обмоток, взаимодействующее с токами Пфирша - Шлютера. И в том, и в другом случае давление плазмы приводит к смещению DO большому радиусу внутр. [57]

В 70 - е гг. в нескольких лабораториях были сооружены стеллараторы, более приспособленные к использованию омического нагрева, с радиусом плазмы 10 и более сантиметров и с достаточно сильным эффективным полоидальным магнитным полем, от которого существенно зависят изолирующие свойства магнитного поля в тороидальной геометрии. На стеллараторах стали получать плазму с температурой в несколько сотен электронвольт при плотности п 1013 см-3 и временем жизни масштаба миллисекунд, что значительно превышает результаты экспериментов на первых стеллараторах. Ток омического нагрева, однако, сильно влияет на саму магнитную конфигурацию. [58]

В настоящее время разработано несколько типов реалистических модулей стеллараторов. [59]

Обратимся теперь к описанию опытов [194], в которых изучается удержание отдельных заряженных частиц в Стеллараторе. Заметим еще, что, как показывают вычисления, эффективная работа Стеллараторов может быть обеспечена, если ионы со случайным исходным распределением скоростей способны совершить свыше 104 - 105 оборотов вокруг тороидальной системы. [60]

Страницы: 1 2 3 4 5