Способ проведения реакций в инерциальном термоядерном реакторе с жидкой защитой стенок

Способ проведения реакций в инерциальном термоядерном реакторе с жидкой защитой стенок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается управляемого термоядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы и может быть использовано в термоядерных реакторах с жидкой защитой стенок. Целью изобретения является увеличение выхода энергии в единицу времени за счет повышения частоты повторения взрывов. Для этого камеру реактора, через объем которого прокачивают жидкость, поглощающую продукты термоядерного взрыва мишени, до взрыва заполняют газом, при этом давление газа Р выбирают из условия Р*98Р<SB POS="POST">S</SB>, где Р<SB POS="POST">S</SB> - давление насыщенных паров при максимальной температуре жидкости. Мишень встреливают и поджигают после полного восстановления потока жидкости. Наличие в камере повышенного давления позволяет предотвратить вскипание жидкости, приводящее к выбросу в объем реактора мелких капель, скорость оседания которых ограничивает частоту повторения взрывов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 05 Н 1/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4424821/31-?5 (?2) 29.04,88 (46) 15.!2.89 ° Бюл. 1(46 (71) Московский инженерно-(1)изический институт (72) Н.Г,Басов, Н,И,Белоугов, В.Б,Розанов, В.И.Губботин и В,R,Õàðèòîí(3â (53) 533,3 (088,8) (56) Б7co(3 Н,Г. и др, Гибриднь(((реактор на основе лазерного термоядерного синтеза. — Квантовая электроника, 1987, т ° 14, М 10, с ° 2068-2081.

Г1онслер М,Д. и др, Обзор проектов реакторов »нерциального термоядерного синтеза, — Квантовая электроника,1 983, т,10, h !l с, 2166-2228. (54) ГПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ РЕАКЦИЙ В

ИНЕРЦИАПЫ1ОМ ТЕРМОЯДЕРНОМ РЕАКТОРЕ

С ЖИДКОЙ ВАЩ1П011 ГТГНОК (57) Изобретение относится к области управляемого термоядерного синтеза

1Рп обретение к лсаетс я управляемого термоядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы и может быть использовано в термоядерных реакторах г ж»дкой злщизой стенок. ! (ел()1() изобрете»я является увеличение выходл з(3ерг(3и в единицу вреьн-п» ((тем повьппени>3 члстоты повторея»я в рыв )н, Гпос (>б рс I (»зус тся гледун>щ»м о6рл ) о >

1(I) "3() t) ре,)1, Горз чепез объс и коI t ()) ) к 1 11! I!л> )т к;1! (к ог т() л() в 3 pl.! () 7;) I lI)3 .,I))., I)I 1" т 1 л 3Ом 1(()» зтс)М ((()3 t1) I) (I C() I (1((Г» Г) )К) Г» ) Ч(Л В (1Я

„,SU„„1529475 А 1 с инерцилльным удержлн»ем )(ллзмы и может быт» использов(н(о в термоядернь(х реакторах с жидкой злщ»той стенок. Цельк> изобретения является увеличение выхода энергии в eq«H(((ty времени зл счет (to(3((((le»»s«(7c3o71.1 повторения взрывов ° Для этого камеру реактора, через объем которого нрокачивлют жидкость, поглощан)щую продукты термоядерного взрывл м»лени, до взрыва заполняют глзом, Пр» этом давление газа Р выбирают и 3 vcr(()(3((((Р > Р где Р— давление нлс m(6 ííûõ паров

5 при млкгимлльной температуре жидкости. Мишень встрел»в ют » лодж»глют после полного восстлновле»»я потока жидкости. Наличие в клмере 13с>выл((ел((ого давления позволяет предотвратить вскипание жидкости, приволялее к вь(бросу в объем релкторз мелких капель, скорость осеплн»я которых огра»»ч»влет частоту повторения взрывов.

Р Р, где Р q — длвле»ие нлгьппенных паров при максимлль»pit темпе )ëòóðå жидкости. После восстлновле((»я п()тока жицкогти в клмер" встрел»в;(ют м(1— лень и поджиглют ее, Обрлзу Г(иеся пр» взрыве милен» продукты » их энерг»я практически полностью »огпслл )тс>) 33 ж»дкост», Кроме того, ((эц 1ействием термоядерных нейтронов нлрзблт(,(в(3ютг.(1 ценные »уклилы.

Заполнение камеры рс лкгop,l 1;13() 1 при давлен»», пр. вышлю 1(м 31;1H (pl(»p

НЛСЬ(П(ЕНН(Л: И(3РС (1 >»,I!;(.С. (», It 1) ..1>IP Г

1(редо твр (т» Г I) ) е t) l с ) I! )(11(I() fl (1!) l! I .

Пр» ) ве 11((с I! (lit:1;>н) с: l)() ) с III (л()1);1

1529475 кипения сдвигается в о6ллсть 6олее высоких значений и при определенных условиях кипение жидкости наблюдаться не 6удет, Для этого максимальная темперлтурл жидкости не должна прев ш|ять температуру кипения при данном давлении или, что то же самое, давление глза в камере должно превышлть длвление насыщенных паров при млкспмлльной температуре жидкости, Мпнпмяльно необходимое давление глзл н клмере можно определить по дплгрямме равновесия Лаз жидкость— пяр„ поллгяя температуру кипения жид- 15 кости pëâíoé максимальному ее знлченню в процессе нагрева продуктами нзрынл мишени.

При отсутснин объемного вскипания жидкости время подготовки камеры к следующему взрыву определяется скоростью конденсации плров. Вследствие развитой поверхности теплообмена процесс конденсации пяря на относительно холодной жидкости протекает гораз- 25 до быстрее, чем оседание капель в прототипе, поэтому н предлагаемом способе можно увеличить частоту повторения взрывов ° Соответственно возрастет выход энергии и нуклидов н 30 единицу времени, В качестве примера реализации изобретения рассмотрим получение энергии н лазерном термоядерном реакторе со струйной защитой стенок,При этом через объем реактора радиусом

5 и высотой 8 м прокячивают жидкий литий н виде струй 6ез контакта с

6оконымн стенками, Струи диаметром

20 см образуют гексагональную струк40 туру с плотностью упаковки 577, Внутренний радиус струйной завесы равен 52 см, внешний — 182 см.Температура лития нл входе н реактор составляет 500 Г. Максимлльняя темперао 45 тура лития достигает 800 С. Этой температуре соответствует данление насыщенных паров — 500 Па.

Камеру реактора предварительно заполняют инертным газом — неоном,давле. ние которого перед взрывом мишени

50 поддерживают ня уровне 600 Ча, превышающем давление насыщенных паров при максимальной температуре жидкости, После носстлнонления потока лития в камеру встреливлют мишень н поджигают ее. В процессе термоядерного горения мишени выделяется энергия синтеза 1800 МДж, а испускаемые при этом нейтроны поглощаются ядрами лития и приводят к образованию трития, используемого в качестве термоядерного топлива.

В результате теплового воздействия короткопробежных продуктов взрыва мишени (заряженных частиц, мягкого рентгеновского излучения) испаряется поверхностный слой струй лития °

Воздействие нейтронон и жесткого рентгеновского излучения приводит к нагреву объема жнцкости, скачки темо пературы при этом достигают 300 Г.

Однако нскипания жидкости наблюдаться не будет, так как для указанного выше давления температура кипения лития превышает 80ООГ, Процесс конденсации пара, определяющий скорость подготовки камеры к следующему взрыву, протекает довольно быстро — за время порядка 0,1

0,15 с — вследствие разнитой поверхности теплообмена, Соответственно частота повторения взрывов может быть увеличена до 6-10 Гц.

Таким образом, заполнение камеры реактора газом до взрыва мишени позволяет увеличить частоту повторения взрывов н 4-6 раэ, Формула изобретения

Способ проведения реакций в инерцилльном термоядерном реакторе с жидкой защитой стенок, включающий прокачку через объем реактора жидкости, периодическое встрелинание и поджиг мишени после полного восстановпения потока жидкости, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода энергии в единицу времени за счет понышения частоты повторения поджига мишени, камеру реактора до подачи мишени заполняют газом, при этом длнление газа выбирают из условия 1 > P, где P > — давление насыщенных паров при максимальной температуре проклчиваемой жидкости.