Энергия инерциального ядерного синтеза. Недосеев С.Л. - 3 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

термоядерных микровзрывов можно было бы удержать и утилизировать в камере
реактора с реалистическими размерами и характеристиками.
Если предположить что будущий импульсный термоядерный реактор (ИТР),
работающий на микровзрывах, повторяющихся ежесекундно, имеет усредненную во
времени тепловую мощность ~1000 МВт, то получается, что в результате каждого
микровзрыва должно выделяться около 1 ГДж (10
9
Дж) энергии. Известно, что ~ 1ГДж
выделяется при взрыве около 250 кг химического ВВ. При калорийности термоядерного
топлива ~3 10
11
Дж/г и степени его выгорания при взрыве ~30%, для каждого взрыва
необходимо использовать около 10 мг термоядерного топлива.
Несомненно, реакторная камера, способная обеспечить режим многолетней работы
в условиях, когда в ней ежесекундно производится взрыв с энергетическим эквивалентом,
равным 250 кг взрывчатки, и при этом выделяется ~10
21
нейтронов, представляет собой
сооружение, фантастически сложное, если исходить из установившихся к настоящему
времени физико-технических представлений. Тем не менее, исследования инерциального
термоядерного синтеза ведутся в крупнейших странах мира и притом, весьма интенсивно.
Сегодня мало сомнений в том, что однократное зажигание термоядерного топлива
с массой 1 мг в лабораторных условиях может быть достигнуто в ближайшее
десятилетие с помощью систем инициирования, драйверов, в виде мощного лазера или
мощного импульсного электрического разряда (Z-пинча). Однако, для энергетических
систем этого недостаточно. Необходимо решить целый ряд проблем, непосредственно
связанных с построением основ энергетики ИТС. Назовем основные:
- обеспечение частотного режима работы драйвера с высоким КПД;
- разработка согласованной системы драйвер - мишенный узел - реакторная
камера;
- обеспечение эффективной утилизации энергии микровзрывов в камере реактора
при импульсной нагрузке с частотой следования импульсов 1 – 0,1 Гц;
- обеспечение воспроизводства термоядерного топлива;
- обеспечение экологически и экономически конкурентоспособных показателей
теплового цикла.
2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ТЕРМОЯДЕРНОЙ МИШЕНИ.
В этом разделе приведем лишь минимальные сведения о термоядерных мишенях,
необходимые для понимания основных проблем ИТР. Детальные расчеты термоядерных
мишенейодни из самых объемных и сложных в современной прикладной физике.
термоядерных микровзрывов можно было бы удержать и утилизировать в камере
реактора с реалистическими размерами и характеристиками.
      Если предположить что будущий импульсный термоядерный реактор (ИТР),
работающий на микровзрывах, повторяющихся ежесекундно, имеет усредненную во
времени тепловую мощность ~1000 МВт, то получается,          что в результате каждого
микровзрыва должно выделяться около 1 ГДж (109 Дж) энергии. Известно, что ~ 1ГДж
выделяется при взрыве около 250 кг химического ВВ. При калорийности термоядерного
топлива    ~3 1011 Дж/г и степени его выгорания при взрыве ~30%, для каждого взрыва
необходимо использовать около 10 мг термоядерного топлива.
      Несомненно, реакторная камера, способная обеспечить режим многолетней работы
в условиях, когда в ней ежесекундно производится взрыв с энергетическим эквивалентом,
равным 250 кг взрывчатки, и при этом выделяется ~1021 нейтронов, представляет собой
сооружение, фантастически сложное, если исходить из установившихся к настоящему
времени физико-технических представлений. Тем не менее, исследования инерциального
термоядерного синтеза ведутся в крупнейших странах мира и притом, весьма интенсивно.
      Сегодня мало сомнений в том, что однократное зажигание термоядерного топлива
с массой ≤ 1 мг в лабораторных условиях может быть достигнуто в ближайшее
десятилетие с помощью систем инициирования, драйверов, в виде мощного лазера или
мощного импульсного электрического разряда (Z-пинча). Однако, для энергетических
систем этого недостаточно. Необходимо решить целый ряд проблем, непосредственно
связанных с построением основ энергетики ИТС. Назовем основные:
      -   обеспечение частотного режима работы драйвера с высоким КПД;
      -   разработка согласованной системы драйвер - мишенный узел - реакторная
          камера;
      -   обеспечение эффективной утилизации энергии микровзрывов в камере реактора
          при импульсной нагрузке с частотой следования импульсов 1 – 0,1 Гц;
      -   обеспечение воспроизводства термоядерного топлива;
      -   обеспечение экологически и экономически конкурентоспособных показателей
          теплового цикла.

          2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ТЕРМОЯДЕРНОЙ МИШЕНИ.
      В этом разделе приведем лишь минимальные сведения о термоядерных мишенях,
необходимые для понимания основных проблем ИТР. Детальные расчеты термоядерных
мишеней – одни из самых объемных и сложных в современной прикладной физике.