SU1589846A1

SU1589846A1 - Toroidal thermonuclear plant

Info

Publication number: SU1589846A1
Application number: SU894649432A
Authority: SU
Inventors: В.Д. Пустовитов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1758
Priority date: 1989-02-10
Filing date: 1989-02-10
Publication date: 1991-05-23

Abstract

Изобретение отйоситс к области управл емого термо дерного синтеза, 8 частности к экспериментальным установкам с магнитным удержанием плазмы типа тррсатрон, и может быть исполь- зовано при создании энергетического реактора. Целью изобретени вл етс расширение эксперименталь ных возможностей за счет формировани различаюпшхс конфигураций магнитного пол . Магнитна система установки выполнена по схеме двухзаходного торсатрона, компенсациопные обмотки выполнены в виде четырех кольцевых проводников с квадрупольным расположением относительно кольцевой геометрической оси тора, а вакуумна камера выполнена с некруглым поперечным сечением, при этом среднее по обходу (усредненное по рсцилл цп м винтового магнИтн ого пол ) отношение полувысоты b к палу- ширине d вакуумной камеры удовлетвор ет УСЛОВИЮ -ii b/d 2 2 . ,:, N Wo F|Us+ jUo значени ва куумного вращательного преобразовани соответственно на геометрической оси установки и на рассто 1П«1 b от нее в отсутствии квадрупольного магнитного пол . 1 1Ш.. I (Л сThe invention relates to the field of controlled thermo-nuclear synthesis, 8 in particular, to experimental installations with magnetic plasma confinement of the trsatron type, and can be used to create an energy reactor. The aim of the invention is to expand the experimental capabilities by creating different magnetic field configurations. The magnetic system of the installation is made according to the two-way torsatron scheme, the compensation windings are made in the form of four annular conductors with a quadrupole arrangement relative to the annular geometric axis of the torus, and the vacuum chamber is made with a non-circular cross section, with an average of the detour ) the ratio of half-height b to the width d of the vacuum chamber satisfies the CONDITION –ii b / d 2 2. ,:, N Wo F | Us + jUo, the values of the vacuum rotational transformation, respectively, on the geometrical axis of the installation and on the distance 1P "1 b from it in the absence of a quadrupole magnetic field. 1 1Ш .. I (Л с

Description

Изобретение относитс к области управл емого термо дерного синтеза, в частности к экспериментальным установкам с магнитным удержанием плазмы типа торсатрон, и может быт.ь исполь- зовано при создании энергетического реактора..The invention relates to the field of controlled thermo-nuclear synthesis, in particular to experimental installations with magnetic plasma confinement of the torsatron type, and can be used to create an energy reactor ..

Целью изобретени вл етс расширение возможностей управлени плазмой за счет формировани различак цихс конфигураций магнитного пол .The aim of the invention is to enhance the control capabilities of the plasma by forming different magnetic field configurations.

На чертеже схематично изображено расположение основных элементов в одном из поперечных сечений тороидальной термо дерной установки.The drawing schematically shows the arrangement of the main elements in one of the cross sections of a toroidal thermo nuclear installation.

Тороидальна термо дерна установка содбржит вакуумную камеру 1, тор- сатронные винтовые обмотки 2, опорный тор 3, |сольцевые компенсационные проводники 4 The toroidal thermo turf installation contains the vacuum chamber 1, the torsatron screw windings 2, the supporting torus 3, | solvent compensation conductors 4

Установка работает следующим об- .разом. Торсатронные винтовые обмотки 2 подключаютс к источнику питани (не показан) , обеспечиваю цему протекание в двух проводниках обмотки 2 однонаправленных токов I.. Величина этих токов при заданном законе намотки проводников определ етс необходимой напр жённостью продольногб.пол . Одновременно к источнику питани поделThe installation works as follows. The torsatron screw windings 2 are connected to a power source (not shown), ensuring that the two windings of unidirectional currents I are flowing in two conductors. The magnitude of these currents, given the law of winding of the conductors, is determined by the required length of the longitudinal field. At the same time to the power source shared

00 СР 00 4 Од00 Wed 00 4 Od

к|шчаютс кольцевые компенсациошгые п|)оводники А. Суммарный ток в этих четырех проводниках должен составл ть 2l|, а направление - противоположно li, что необходимо дл койпенсации неосциллирующего поперечного пол об моток 2, Необходимо, чтобы токи в кольцевых проводниках 4, лежащих в средней плоскости тора, и токи 1 н 1; в двух других кольцах составл ли сЬответственноring | compensated ring bridges A. The total current in these four conductors should be 2l |, and the direction is opposite to li, which is necessary to coensense the non-oscillating transverse field of the coil 2, it is necessary that the currents in the circular conductors 4 lying in the middle plane of the torus, and currents 1 n 1; in the other two rings were b

I, Ij,/2Vl, Ч lh/2 - I,I, Ij, / 2Vl, H lh / 2 - I,

где I - величина различи токов,where I - the value of the difference of currents,

Величина 1/1 определ ет напр женность квардуполоного пол В и, следовательно , выт нутость граничного сечени магнитной конфигурации или р азмеры сепаратрисы при возникновении дублетных конфигураций. После того к|ак в обмотки 2 и кольцевые проводни- к|и А введены токи нужной величины,конфигураци магнитного пол сформирова- ца и может быть использована дл удержани плазмы, создаваемой обычными средствами.The magnitude 1/1 determines the intensity of the quadrupole field B and, therefore, the length of the boundary section of the magnetic configuration or the dimensions of the separatrix when doublet configurations occur. After k | ak, windings 2 and ring conductors | and A have currents of the desired magnitude introduced, a magnetic field configuration is formed and can be used to hold the plasma generated by conventional means.

Внешние токи создают магнитные по- верхности, представл ющие собой каркас дл удержани плазмы. При их сечени круглые. С ростом В. они выт гиваютс , но при В2 г В. , где - к||ритическое магнитное поле, Конфйгу- р|аци остаетс одноосевой}Ч1ри этом величина составл ет всего несколько процентов от величины В продольного магнитного пол . Увеличение В, сверх В2 приводит к расщеплению маг- .ЗДтной оси и по влению внутренней сепаратрисы , раздел ющей магнитные поверхности на три одноосевых семейст- йа: два - внутри сепаратрисы, имеющей форму восьмерки, и одно - внешние вы- Т нутые поверхности, охватываюпще сепаратрису . При достижении Ъ. вели ины «, (Mft-f (Uo „СThe external currents create magnetic surfaces, which are a framework for holding the plasma. With their sections round. As V. grows, they stretch, but at B2 g V., where is the critical magnetic field, the Configur | ace remains uniaxial} This value is only a few percent of the magnitude B of the longitudinal magnetic field. An increase in B, above B2, leads to the splitting of the magnetic –HD axis and the appearance of an internal separatrix dividing the magnetic surfaces into three uniaxial families: two inside the separatrix having the shape of a figure eight, and one external drawn surface encompassing separatrix. Upon reaching b. led ins ", (Mft-f (Uo„ С

1 212

значени вакуумного вращательного состо ни соответственно на геометрической оси установки и на рассто нии Ь от нее, возникает чисто дублет На конфигураци .the values of the vacuum rotational state, respectively, on the geometrical axis of the installation and on the distance L from it, a pure doublet occurs.

2j(-.S « |Uo и |Ue2j (-. S «| Uo and | Ue

% %

5five

Установка, рассчитанна на полу1е- ние конфигураций всех четырех типов,- должна иметь при В О положительный и отличный от нул угол вращательного преобразовани на оси. Этим качеством обладает только двухэаход «с ный стелпаратор (торсатрон).The installation, designed for obtaining the configurations of all four types, must have a positive and non-zero angle of rotational transformation on the axis at B o. This quality is possessed only by a two-year passive stelparator (torsatron).

Как следует из анализа магнитных- конфигураций, дл размещени в вакуумной камер.е всех четырех возможных типов , включа дублетную структуру,геометрические ограничени на отношение полувысоты Ь в полуширине d вакуумной камеры может быть вьфажено соотношениемAs follows from the analysis of magnetic configurations, to accommodate all four possible types in the vacuum chamber, including the doublet structure, geometric constraints on the half-height ratio L in the half-width d of the vacuum chamber can be given by

((

d d

4,К±Ж74, K ± G7

У/МЭ1 |Ue- РО d - VfMjU / ME1 | Ue- PO d - VfMj

Claims

The above ratio refers to values independent of the longitudinal coordinates and characterizing the installation on average. Invention Formula

A toroidal thermo turf installation containing a vacuum chamber, two-entry torsatron and compensation windings, in order to expand the possibilities of plasma control by forming different magnetic field configurations, the compensation windings are filled in the form of four circular conductors with quadrupole arrangement relative to the annular geometric axis of the installation, and the aa. cum chamber is made with a non-circular cross section, while averaging over the screw magnet the half-height ratio b of the vacuum chamber to its half-width d is chosen to satisfy the condition

(o-tsr.

B at 7 G

iW d - 2 l | 2 -. ,

where | Mo and jUg are the vacuum values

rotational transformation, respectively, on the geometrical axis of the installation and on the distance b from it, respectively, in the absence of a quadrupole magnetic field.