Риггатрон

Риггатрон созданная — это конструкция термоядерного реактора с магнитным удержанием, Робертом Бассардом в конце 1970-х годов. это токамак По своей магнитной геометрии , но в нем были приняты некоторые нетрадиционные инженерные решения. В частности, Риггатрон использовал медные магниты, расположенные внутри литиевого бланкета , что, как надеялись, приведет к значительному снижению затрат на строительство. Первоначально называвшийся Demountable Tokamak Fusion Core (DTFC), позже название было изменено на банк Riggs Bank , который финансировал разработку вместе с Бобом Гуччионе , издателем журнала для взрослых Penthouse .

Традиционная конструкция токамака

В традиционной конструкции токамака удерживающие магниты расположены снаружи «одеяла» из жидкого лития . Литий служит двум целям: первая — поглощать нейтроны в результате реакций синтеза и производить тритий , который затем используется в качестве топлива для реактора, а также в качестве второстепенной роли — в качестве защиты, предотвращающей попадание этих нейтронов на магниты. Без литиевого бланкета нейтроны довольно быстро разрушают магниты.

Такое расположение имеет два недостатка. Во-первых, магнитное поле необходимо создавать не только в плазме, где оно необходимо, но и в бланкете, где его нет, что существенно увеличивает стоимость конструкции. Во-вторых, сердечник, в котором магнитные катушки проникают в машину вдоль ее оси, должен быть достаточно большим, чтобы содержать экранирование, которое ограничивает достижимое соотношение сторон . Более высокое соотношение сторон обычно приводит к лучшей производительности.

Улучшение Риггатрона

Риггатрон изменил компоновку традиционной конструкции, сведя роль лития к производству только трития. Магниты должны были располагаться непосредственно внутри активной зоны реактора и нести полный поток нейтронов. Это исключило использование сверхпроводящих магнитов, и даже медные магниты пришлось бы утилизировать всего за 30 дней эксплуатации. Риггатрон был спроектирован так, чтобы сделать замену ядра максимально простой и быстрой. После снятия и замены магниты переплавлялись и перерабатывались. Хотя этот процесс будет дорогостоящим, меньший намагниченный объем (большой радиус всего 0,9 м) ^[1]), большее соотношение сторон и снижение сложности за счет отказа от сверхпроводящих магнитов были компромиссом, который, как надеялись, окупился.

Еще одним преимуществом выбранных параметров было то, что воспламенение оказалось возможным только с помощью омического нагрева , в отличие от более дорогих систем, таких как инжекция ионов, которые обычно требуются. Первое предложение, сделанное в конце 1970-х годов, предполагало, что устройство сможет производить примерно в три или четыре раза больше энергии в реакциях термоядерного синтеза, чем оно используется для питания нагревателей и магнитов. ^{[ нужна ссылка ]} Это представляет собой коэффициент прироста энергии термоядерного синтеза (или просто «прирост термоядерного синтеза», или Q), равный трем или четырем. Проект так и не был завершен, поскольку Гуччиони не смог получить 150 миллионов долларов, необходимых для создания полноразмерного устройства (большая часть которых предназначалась бы для большого униполярного генератора ). ^{[ нужна ссылка ]}

Рассмотрение вопроса о создании исследовательского центра в области термоядерного синтеза

Исследования, проведенные в то время, показывают, что Риггатрон не считался «надежной вещью» другими членами научно-исследовательского сообщества в области термоядерного синтеза. ^[2]^[3] Существующие экспериментальные токамаки, как правило, не включают в себя литиевый бланкет и, таким образом, по конструкции очень похожи на Риггатрон, однако ни один из этих реакторов не близок к созданию одного термоядерного выигрыша, не говоря уже о трех, которые заявлены для Риггатрона. Оглядываясь назад, кажется, что концепция Риггатрона, скорее всего, не сработала бы из-за различных нестабильностей плазмы, которые были обнаружены только в процессе его проектирования. Интерес к Риггатрону практически пропал.

После закрытия первоначального проекта Бассард перешел к новым конструкциям термоядерного синтеза с инерционным электростатическим удержанием и чрезвычайно высокими заявленными характеристиками. Кульминацией этого стала его последняя разработка МЭК перед его смертью в октябре 2007 года — устройство Polywell .

Ссылки

^ Жаннетт ДеВайз (24 февраля 1983 г.). «Местный конкурент General Atomics в гонке за термоядерный синтез» . Читатель из Сан-Диего .
^ Джассби, Д.Л. (1987). «Выбор концепции тороидального термоядерного реактора для производственного реактора магнитного термоядерного синтеза» . Журнал термоядерной энергетики . 6 (1): 65–88. Бибкод : 1987JFuE....6...65J . дои : 10.1007/BF01053332 . S2CID 55160262 .
^ «Оценка концепции Риггатрона» . Архивировано из оригинала 21 августа 2007 г. Проверено 18 ноября 2006 г.

[1] Жаннетт ДеВайз (24 февраля 1983 г.). «Местный конкурент General Atomics в гонке за термоядерный синтез» . Читатель из Сан-Диего .

[2] Джассби, Д.Л. (1987). «Выбор концепции тороидального термоядерного реактора для производственного реактора магнитного термоядерного синтеза» . Журнал термоядерной энергетики . 6 (1): 65–88. Бибкод : 1987JFuE....6...65J . дои : 10.1007/BF01053332 . S2CID 55160262 .

[3] «Оценка концепции Риггатрона» . Архивировано из оригинала 21 августа 2007 г. Проверено 18 ноября 2006 г.

[1]

[2]

[3]