Введение к работе
Актуальность птюблемн. Исследования проблемы управляемого термоядерного синтеза (УТС) достигли такого'состояния, которое настоятельно требует расширения поисков систем магнитного удержания горячей плазми, реализующих наиболее полно условия для осуществления УТС. Удержание плазмы високого давления, стацис— нарнкй режим работы и оптимальные условия технологической эксплуатации являются основными требованиями к будущему терло-ядерному реактору (ТЯР). Зтпм требованиям более всего удовлетворяют установки стеллараторного типа. Однако сложная конструкция магнитной системы в них затрудняет доступ к плазме. Введе-нпо'в стеллараторнуи конфигурацию прямолинейных участков упрощает эксплуатации установки. Такая система получила название ДРАКОН (длиїтая равновесная конфигурация). Это тандем пробко-тронов, соединенных друг с другом крпзолпнеїїшязї равновесними элоиентэгти (КРЭЛамл). Прямолинейные участки установки является реакторными: в них осуществляется УТС. Назначение КРЗЛов - исключить продольные потери плазш, характерные для пробкотронов. Кроме этого, КРЗЛьг в ДРЛКОІГе играїзт роль магнитных пробок. Маг-нптішо поля в пряг/ых л заілнкагаппх участках создают пробочное отношение, квадрат которого соответственно увеличивает параметр
/ з прямых частях ДРАКОНа. Высокое значение fi позволяет, использовать для ядерного синтеза малорадпациопнуго реакцию Д3Не, которая имеет выход нейтронов па- несколько порядков 'меньше чем в реакции ДД илиДТ,- что, естественно, улучшает экологическую обстановку, повышает срок работы первой стенки ТЯР с 6 лет до -50-60 лет, открывает возможности резкого повншенкя к.п.д. реактора' за счет пряного преобразования энергии протонов - продуктов реакции - в электрическую без теплового цикла.
Целью таботн является изучение равноЕесних свойств КРЗЛа. Конфигурация ДРАКОН в целом обеспечивает равновесие плазш, причем ее характерном особенностью является то, что составные . элементы ДРАКОНа, прямые и криволинейные, каждый в отдельности, обладают равновееннг.ш качествами: прямые секции всегда равновесны, КРЭЛы специально такими построены. КРЭЛы в системе ДРАКОН имеют ключевое значение, ибо от того насколько КРЗЛ
обеспечивает компенсацию тороидального дрейфа частиц зависят равновесіїне качества замыкающего участка ДРЛКОНа, а следовательно, существование самой концепции ДТАКОНа.
Научная новизна таботк. Экспериментально и расчетко-акалитп-чески исследован прототип замыкающего участка системы ДРАКОН с точки зрения компенсации тороидального дрейфа частиц. Таким образом, показано, что посредством специально подобранной геометрии магнитной конфигурации їлокно получить КРЭЛ, обеспечивающий равновесие плазменного образования; в неїл.
Экспериментально и расчетно-аналитическим путем доказана устойчивость равповесннх качеств КРЭЛа к помехам магнитного поля.
Аналитически определена оптимальная конфигурация КРЭЛа, разработан способ образования пространственного соленоида в виде винтового тора различной формы и построен на основе этого способа образец КРЭЛа.
Создание и апробирование нетрадиционного способа определения дрейфового смещения частиц в тороидальном соленоиде. Разработано устройство, которое может перемещать диагностические средства в криволинейном магнитном поле.
Птзактическая ценность работы. Полученные в диссертации результаты могут быть непосредственно использованы прц разработке термоядерной установки типа ДРАКОН, т.к. экспериментальным к расчетным путем доказанн равновесные качества первого образ-' ца КРЭЛа, являющегося замыкающим участком системы ДРАКОЯ, п тактл образом, появилась перспектива создания установки подобного типа следующего поколения для удержания горячей плазмы, создана концепция оптимальной конструкции и разработано техническое предложение, которое ыоает быть реализовано при надле-иащеи финансировании.
На защиту выносятся следугацие результаты:
-
Экспериментальное и расчетЕС-аналптическое определение равновесного участка в магнитной системе КРЭЛа, на котором осуществляется компенсация тороидального дрейфа частиц.
-
Экспериментальные и расчетные исследования устойчивости равновесных качеств КРЭЛа по отношения).к возмущающим действиям
4 : ;:;
помехи магшітного поля с амплитудой," сравнимой с напряженностью основного поля и к сбоятл в-ориентации витков пространственного солеябвда.
-
Предложение нетрадиционного способа определения изменения тороидального дрейфа Частиц в криволинейном магнитном поле без отыскания-местоположения стартовой спловой линии, проведение математического моделирования для обоснования этого способа оценки дрейфа. Представляются результати'апробирования предложенного метода определения дрейфа частиц. -' " .
-
Предложение оптимального варианта пространственного соленоида с'геометрической осью в виде геодезической линии на поверхности опорного тора, что позволяет- миншшзировать мехагатчес-кие напряжения на опорнуга ось установки.','
-
Предложение '. концепции конструкции пространствонного со-ленопда в виде винтового тора, которая обеспечивает условия реализации с высокой точностью расчйтпоїі ориентации дискретних витков соленоида и создание оригинальной'физической установки КРЭЛ, имитпрупщей замыкающий- участок лопушки ДРАКОН.
-
Разработка и создание диагностического, устройства и средства его перемещения в криволинейной'магнитной системе с сохранением ориентации относительно порлзли к геометрической оси установки. ': '
Ащюбзттая работы.Основные результаты представленных в диссертации исследований. бшщ доложены на:
Всесоюзних конференциях по физике плазмы.я ее приложениям , (Звенигород, 1988, 1991);
4-й, 5-й'Всесоюзних кон'Т-ероглтдях по ИПТЯР (Ленинград, 1988, 1990); .;'_.-"'...
18-й Европейской конференции УТС я ФП (Берлин, 1991); -
научных -конференциях ШШ (1985, 1987);
2-й научно-технической конференция 0153 ТИШТИ (1990);
научных семинарах ШЖ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литература. Полный объем
