inertiala a plasmei, bazată pe utilizarea substanțelor metodei inerției crearea și menținerea condițiilor de plasmă dorite (temperatură și densitate) pentru un timp, asa-numitul timp inertiala. Plasarea cu plasmă este necesară pentru implementarea fuziunii termonucleare controlate (FTC). Spre deosebire de confinare magnetic cvasi-staționare, în care câmpul magnetic previne expansiunea plasmei și reduce pierderile de energie datorate conducției căldurii și a emisiilor de particule încărcate, plasma inertiala se mișcă liber, precum și condițiile necesare pentru fuziune (de exemplu, fuziunea de deuteriu și tritiu) , sunt create și există în etapele de compresie și extindere. Sistemele în care inertiala se realizează, în principiu, nestaționare: timpul de retenție suma Tiy inerțială de comprimare a timpului și expansiunea plasmei.
Reacția de fuziune a nucleelor deuteriu D și tritiu T, care se desfășoară conform schemei:
(n este neutronul). Reacția are loc imediat la o temperatură de plasmă se apropie de 10 keV (aproximativ 10 8 K), t. E. Atunci când consumul de energie pentru încălzire 4 particule care participă la reacție este de aproximativ 60 keV (ignorând pierderile). Prin urmare, câștigul energetic poate ajunge la o valoare de 17,6 MeV / 60 keV ≈300.
Dacă într-o sferă de rază R0 există o plasmă fierbinte cu o temperatură medie T0. constând din tritiu, nuclee deuteriene cu densități nT. nD și electroni, numărul de reacții de sinteză dN / dt într-un volum sferic V pe unitate de timp poate fi găsit din ecuația:
(Συ) DT (în cm3 / s) - viteza de reacție (1) per unitate de volum, în medie pe distribuția maxwelliana a deutronilor și tritoni și depinde numai de temperatură T0. σ este secțiunea de reacție și v este viteza termică a particulelor. Viteza de reacție este proporțională cu volumul V al densității particulelor, adică. E. Densitate substanțele pd, t = md, t nd, t (md, t masa de deutronilor și tritoni). Timpul tău. în care reacția de fuziune are loc în mod eficient, plasma hidrodinamic timp mișcarea proporțională (compresie și expansiune) TDV = R0 / VDB (νDβ - viteza hidrodinamic). Atunci când plasma este comprimată, viteza de reacție este determinată de condițiile externe (presiunea externă); cu expansiunea, viteza de reacție depinde de energia eliberată în plasmă ca rezultat al reacțiilor. Ratele de compresie și expansiune ating valorile de 100-1000 km / s.
O caracteristică importantă a plasmei, care determină capacitatea sa de a samopodogrevu din cauza absorbției alfa-particulelor produse în reacția de fuziune, și, în consecință, să pună în aplicare reacția de fuziune autoîntreținută, un raport al mărimii (raza) plasma R0 la media kilometraj a-particulelor în plasmă, -alfa . adică numărul de intervale de particule α pe această dimensiune a plasmei. Raportul R0 / -alfa este proporțională cu produsul dintre densitatea plasmei la dimensiunea sa de la începutul reacției, R0 / -alfa
p0 R0. Cea mai eficientă combustie termonucleară în regimul de limitare inerțială este posibilă la densitățile n >> 10 23 cm -3. adică este necesară o comprimare esențială a plasmei, care este efectuată, de obicei, în sisteme cu simetrie centrală (cilindru, sferă). Obstacolul pentru obținerea unor rapoarte de compresie ridicate este instabilitatea hidrodinamică (vezi instabilitățile plasmei). Pentru stabilitatea sistemului de închidere inerțială, sunt necesare, de asemenea, simetria și omogenitatea stării inițiale a plasmei și a presiunii compresive.
Pentru studiul sistemelor inertiala care utilizează diferite surse de energie: un puternic descărcări electrice cu intensitate a curentului care depășește 10 mA, fluxuri de particule incarcate din acceleratoare, fascicule de fotoni de lasere grele (a se vedea fuziune cu laser).
Articole similare
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: