ВУЗ:
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
мишеней – одни 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.