Токамак

Токамак

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<о724062

Ф" ф

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 2606,74 (21) 2039833/18-25 с присоединением заявки Hо(23) Приоритет

Опубликовано 3005.81. Бюллетень Но 20

Дату опубликования описания 300581 (53)м. кл.з

Н 05 Н 1/16

Государственный комитет

СССР ло дедам изобретений и открытий (5З) 621. 3.26. (088. 8) .(72) Авторы изобретения

Д.П.Иванов, В.E.Êåéëèí, Е.Ю.Клименко, Н.Г.Павлов, Н.И.Соколов, Б.A.Ñòàâèññêèé, А.М.Ус и Г.Ю.Цфасман (71) Заявитель

Изобретение относится к устройствам для получения сильных магнитных полей с использованием сверхпроводящих материалов.

Известен токамак (тороидальная камера с магнитной катушкой), состоящий из рабочей камеры и сверхпроводящей магнитной системы, размещенных в гелиевом криостате.

Недостатком этого устройства является большое значение магнитных полей, генерируемых в плазменном канале, которое приводит к разрушению сверхпроводящего состояния в обмотке магнитной системы.

Известна также конструкция токамака, содержащая рабочую камеру и ..... сверхпроводящую секцинированную магнитную систему, размещенную в гелиевом криостате.

Недостатком такой конструкции является недостаточный баланс полезной энерГии за счет больших затрат энергии на поддержание рабочей температуры в криостате.

Целью изобретения является улучшение баланса полезной энергии путем снижения затрат энергии на под. держание рабочей температуры в кри- остате.

Цель достигается тем, что дополнительно введены электромагнитные экраны, образующие замкнутые контуры вокруг секций сверхпроводящей магнитной системы с осями, лежащими в азимутальных сечениях.

Кроме того, электромагнитные экраны выполнены секционированными, причем по крайней мере одна секция расположена вне части криостата с жидким гелием.

Такое выполнение конструкции токамака позволяет снизить затраты энергии на поддержание рабочей тем15 пературы в криостате в процессе работы токамака путем изменения времен ных характеристик, воздействующих на сверхпроводящую магнитную систему магнитных полей, генерируемых в плаз20 менном канале. 7аким образом- указанные конструктивные отличия позволяют существенно уменьшить нагрев сверхпроводящей магнитной системы (CNC) вихревыми токами, наводимыми внешними переменными магнитными поля.ми, возникающими из-за движения

:::плазмы по каналу.

На чертеже схематично изображена сверхпроводящая магнитная система

ЗО токамака в разрезе.

224062

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 3363/51 Тираж 889 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Позйцией 1 обозначена обмотка СИС позицией 2 — внутренние сверхпроводя, щие экраны, позицией 3 — внешний медный электромагнитный экран, охлаж. даемый жидким азотом „ позицией 4 кожух вакуумного криостата, позицией 5 — рабочая камера.

Токамак работает следующим образом.

При изменении внешнего магнитного поля возникающего при возбуждении

I тока,в плазме токамата„ во внешнем экране 3 наводятся токи, ограничивающие скорость нарастания поля внутри экрана. Форма, размеры, толщина и материал внешнего экрана подобраны так, что время затухания вихревых токов, наводимых внешним полем в экране, существенно больше времени затухания вихревых токов в обмотке 1

CMC и внутренних сверхпроводящих экранах 2, В результате основная часть энергии внешнего поля диссипируется во внешнем экрайе и отводится на относительно более высоком уровне температур — при температуре жидкого азота. Остающиеся ослабленные и медленно меняющиеся поля экранируются сверхпроводящими, экранами без диссипации энергии,, что позволяет уменьшить необходимое для поддержания рабочей температуры (сохранения обмотки CMC в сверхпроводящем состоянии) количество жидкого гелия за счет небольшого увеличения расхода жидкого азота для охлаждения экрана 3.

Предлагаемая конструкция токамака позволяет существенно снизить затраты энергии на поддержание рабочей температуры в криостате, а также позволяет существенно повысить допустимую частоту следования рабочих импульсов установки, что приводит к более эффективному использованию

5. всего комплекса установки токамака (силовое и диагностическое оборудование, математическое обеспечение . и,т.д.), Кроме того, отвод диссипирукщей энергии внешнего электромагнитного . поля на температурном уровне жидкого азота примерно в 50 раз экономичнее отвода тепла на уровне жидкого гелия и позволяет примерно в 10 раз

35 снизить расход жидкого гелия.

1.Токамак ., содержащий .рабочую ка20 меру и сверхпроводящую секционирован ную магнитную систему, размещенную в гелиевом криостаге, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью улучшения баланса полезной энергии пуя5 тем снижения затрат энергии на поддержание рабочей температуры в криостате, дополнительно введены электромагнитные экраны, образующие замкнутые контуры вокруг секций сверхпроводящей магнитной системы с осями, лежащими в азимутальных сечениях тора.

2. Токамак по п.1, о т л и ч а— ю шийся тек, что электромагнитные экРаны выполнены секциониро-: ванными, причем по крайней мере одна секция расположена вне части криостата с жидким гелием1