Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Термоядерные перспективы обращенной магнитной конфигурации: реакторные режимы

# 12, декабрь 2014
DOI: 10.7463/1214.0749481
Файл статьи: SE-BMSTU...o924.pdf (690.83Кб)
автор: Чирков А. Ю.

УДК 533.9

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана


Обращенная магнитная конфигурация (Field Reversed Configuration, FRC) – магнитная ловушка с высоким отношением давления плазмы к магнитному давлению (параметр бета ~ 1). FRC сочетает свойства замкнутых и открытых магнитных ловушек. Высокие β потенциально позволяют достигать высокой мощности в относительно компактной системе. Для термоядерных систем на D–3He-топливе высокое бета является необходимым условием энергетической эффективности. Главное преимущество реакции D–3He по сравнению с D–T-реакцией – возможность создания низкорадиоактивного реактора с выходом в энергии нейтронах около 5 %, что существенно ниже 80 % в D–T-реакторе. С технической точки зрения возможные параметры FRC-реакторов выглядят приемлемо. С точки зрения термоядерных перспектив FRC, наибольшей проблемой является оценка турбулентного транспорта. Выполнены оценки термоядерных систем на D–T- и D–3He-топливе. В системе с параметрами, близкими к параметрам установок сегодняшнего уровня, коэффициент мощности Q ~ 0.1 на D–T-топливе. Такая система может рассматриваться как источник термоядерных нейтронов. При переходе к режимам c Q ~ 10 тепловой и нейтронный потоки на первую стенку становятся неприемлемо высокими. В случае низкорадиоактивного реактора на D–3He-топливе нейтронный поток < 0.3 МВт/м2, тепловой поток ~ 3 МВт/м2. Режимы с Q> 10 при радиусе плазмы 2–2.5 м и требуют применения техники формирования режимов улучшенного удержания (например, генерации сдвиговых течений). Полученные результаты позволяют сделать обоснованный вывод о перспективах термоядерных систем на основе FRC.

Список литературы
  1. Steinhauer L.C. Review of field-reversed configurations // Phys. Plasmas. 2011. Vol. 18. Art. no. 070501 (38 pp.). DOI: 10.1063/1.3613680
  2. Хвесюк В.И., Чирков А.Ю. Производство энергии в амбиполярных реакторах с D – T , D –3He и D – D топливными циклами // Письма в Журнал технической физики. 2000. Т. 26, № 21. С. 61–66 .
  3. Khvesyuk V.I., Chirkov A.Yu. Low-radioactiv ity D–3He fusion fuel cycles with3He production // Plasma Phys. Control . Fusion . 2002. V ol . 44, no. 2. P . 253–260.
  4. Чирков А.Ю. Энергетическая эффективность альтернативных термоядерных систем с магнитным удержанием плазмы // Ядерная физика и инжиниринг. 2013. Т. 4, № 11–12. С. 1050–1059.
  5. Чирков А.Ю. О возможности использования D –3He -цикла с наработкой3He в термоядерном реакторе на основе сферического токамака // Журнал технической физики. 2006. Т . 76, № 9. С . 51–54 .
  6. Чирков А.Ю. Малорадиоактивный термоядерный реактор на основе сферического токамака с сильным магнитным полем // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2011. № 3. Режим доступа:http://technomag.edu.ru/doc/167577.html (дата обращения 01.11.2014).
  7. Chirkov A.Yu. Low radioactivity fusion reactor based on the spherical tokamak with a strong magnetic field // Journal of Fusion Energy. 2013. Vol . 32, no . 2. P . 208–214.
  8. Хвесюк В.И., Чирков А.Ю. Параметры реактора с обращенным магнитным полем в режиме низкочастотных аномальных потерь // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. 2000. Вып. 3. С. 17–27.
  9. Чирков А.Ю. Оценка параметров плазмы в D –3He -реакторе на основе обращенной магнитной конфигурации // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. 2006. Вып. 4. С. 57–67.
  10. Чирков А.Ю. О скейлингах для времени удержания плазмы в обращенной магнитной конфигурации // Прикладная физика. 2007. № 2. С . 31–36 .
  11. Чирков А.Ю., Бендерский Л.А., Бердов Р.Д., Большакова А.Д. Модель транспорта в квазиравновесных обращенных магнитных конфигурациях // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2011. № 4. С. 15–27.
  12. Бендерский Л.А., Чирков А.Ю. Эволюция глобальной структуры плазмы обращенной магнитной конфигурации в режимах турбулентного транспорта // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2013. Т. 14, вып. 2. Режим доступа:http://chemphys.edu.ru/article/328/ (дата обращения 01.11.2014).
  13. Khvesyuk V.I., Chirkov A.Yu. Stochastic drift wave model for anomalous transport in tandem mirror and FRC // Fusion Technol . 2001. Vol . 39, no. 1 T . P . 398–401 .
  14. Хвесюк В.И., Чирков А.Ю., Ковалев А.В. Некоторые особенности стохастической динамики частиц в замагниченной плазме // Физика плазмы. 2002. Т. 28, № 9. С. 854–857.
  15. Хвесюк В.И., Чирков А.Ю. Анализ закономерностей рассеяния частиц плазмы на нестационарных флуктуациях // Журнал технической физики. 2004. Т. 74, № 4. С. 18–26.
  16. Чирков А.Ю. О влиянии слабых электростатических возмущений на траектории пролетных частиц в магнитном поле токамака // Журнал технической физики. 2004. Т. 74, № 12. С. 47–51.
  17. Khvesyuk V.I., Chirkov A.Yu. Peculiarities of Collisionless Drift Instabilities in Poloidal Magnetic Configurations // Plasma Physics Reports. 2010. Vol. 36, no. 13. P. 1112–1119. DOI: 10.1134/S1063780X10130052
  18. Chirkov A.Yu., Khvesyuk V.I. Electromagnetic drift instabilities in high-beta plasma under conditions of a field reversed configuration // Phys. Plasmas. 2010. Vol . 17, no . 1. Art . no. 012105 (8 pp. ). DOI: 10.1063/1.3283399
  19. Чирков А.Ю., Хвесюк В.И. Особенности бесстолкновительных градиентных дрейфовых неустойчивостей в плазме с сильно неоднородным магнитным полем и высоким бета // Физика плазмы. 2011. Т . 37, № 5. С . 473–483 .
  20. Chirkov A.Yu. The effect of trapped particles on gradient drift instabilities in finite pressure plasma with longitudinally nonuniform magnetic field // J. Fusion Energy. 2014. Vol. 33, no. 2. P. 139–144. DOI: 10.1007/s10894-013-9649-2
  21. Божокин С.В. Об удержании альфа-частиц в установках типа компактный тор // Физика плазмы. 1986. Т. 12. С. 1292–1296.
  22. Mirnov S.V., Azizov E.A., Alekseev A.G., Lazarev V.B., Khayrutdinov R.R., Lyublinski I.E., Vertkov A.V., Vershkov V.A. Li experiments on T-11M and T-10 in support of a steady-state tokamak concept with Li closed loop circulation // Nuclear Fusion. 2011. Vol. 51, no. 7. Art. no. 073044 (9 pp.). DOI: 10.1088/0029-5515/51/7/073044
  23. Momota H., Ishida A., Kohzaki Y., Miley G.H., Ohi S., Ohnishi M., Sato K., Steinhauer L.C., Tomita Y., Tuszewski M. Conceptual design of D–3He FRC reactor ARTEMIS // Fusion Technol. 1992. Vol. 21. P. 2307–2323.

Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2019 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)