Большой Тор Принстона
Большой Тор Принстона | |
---|---|
![]() PLT в 1975 году. Тороидальные катушки показаны зеленым цветом. | |
Тип устройства | Токамак |
Расположение | Принстон , Нью-Джерси , США |
Принадлежность | Принстонская лаборатория физики плазмы |
Технические характеристики | |
Большой радиус | 1,32 м (4 фута 4 дюйма) |
Малый радиус | 0,4 м (1 фут 4 дюйма) |
Магнитное поле | 4 Т (40 000 Г) |
Мощность нагрева | 5 МВт ( ИКРХ ) 3 МВт ( НБИ ) 1 МВт ( лев .) |
Плазменный ток | 700 кА |
История | |
Дата(ы) постройки | 1972 [1] |
Год(ы) работы | 1975–1986 |
Предшественник | Симметричный токамак (СТ) |
Преемник | Испытательный термоядерный реактор Токамак (TFTR) |
Связанные устройства | Адиабатический тороидальный компрессор (АТК) |
Принстонский Большой Тор (или PLT ) был одним из первых токамаков, построенных в Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL). Это был один из первых крупномасштабных токамаков и один из самых мощных по току и магнитному полю. Первоначально созданный для демонстрации того, что более крупные устройства будут иметь лучшее время удержания, позже он был модифицирован для нагрева плазменного топлива , что является требованием любого практического термоядерного энергетического устройства.
Токамак стал предметом серьезного обсуждения в 1968 году, когда Советы опубликовали новые данные, показавшие, что он намного лучше любого другого термоядерного устройства. Это вызвало значительный скептицизм среди других исследователей, и прошло некоторое время, прежде чем PPPL убедили преобразовать свой стелларатор модели C в конфигурацию токамака. Он сразу же подтвердил советские результаты, а затем превзошел их. Следующим шагом в разработке системы будет создание более крупной машины для проверки того, будет ли время удержания плазмы масштабироваться ожидаемым образом. PLT был спроектирован так, чтобы не только быть больше, но и иметь значительно более высокие внутренние плазменные токи, порядка 1 МА. [2] : 214
Другая проблема токамака заключается в том, что он не нагревает топливо напрямую до необходимой температуры, превышающей 50 миллионов Кельвинов . Примерно в то же время, когда строился PLT, Национальная лаборатория Ок-Риджа успешно внедрила концепцию инжекционного нагрева нейтральным лучом , или NBI. NBI был добавлен к PLT, и он начал устанавливать рекорд за рекордом, в конечном итоге достигнув 75 миллионов К, что намного превышает минимум, необходимый для практического термоядерного устройства. Его успех вызвал некоторые разногласия в недавно созданном Министерстве энергетики (DOE), которое в то же время стремилось сократить бюджет на термоядерный синтез. Это привело к так называемому «выходному PLT», когда пресса узнала об успехе, а Министерство энергетики попыталось преуменьшить его значение.
Успех PLT проложил путь к планам по созданию еще более крупной машины, способной достичь безубыточности , что является долгожданной целью в области термоядерной энергетики. Эта система возникла как испытательный термоядерный реактор Токамак или TFTR. Первоначально планировалось построить PLT в Ок-Ридже, но успех PLT привел к тому, что он также выиграл конкурс TFTR.
История
[ редактировать ]депрессивное состояние
[ редактировать ]Когда в начале 1950-х годов физика ядерного синтеза впервые получила прочную основу, был быстро создан ряд предложенных устройств для использования этой энергии. Все они были направлены на решение проблемы содержания плазменного топлива , нагретого как минимум до 50 миллионов Кельвинов , способного расплавить любое вещество. Хитрость, используемая в большинстве этих устройств, заключалась в манипулировании плазмой с помощью магнитных полей ; поскольку плазма состояла из свободных электронов и ионов , она могла переносить электрический ток и подвергалась воздействию магнитных сил. [3]
Согласно простой теории диффузии плазмы , время, необходимое иону для выхода из магнитной бутылки, зависит от размера бутылки и квадрата мощности ее магнитов. Это означает, что более крупные машины по своей природе будут лучше удерживать свое топливо, как потому, что ему нужно пройти больше пути, чтобы выйти, так и потому, что более крупные машины могут содержать более крупные и мощные магниты. Следствием этого является то, что небольшие машины могут рассказать вам лишь ограниченную информацию о характеристиках конструкции в масштабе, необходимом для практического реактора; нужно было бы построить машину среднего размера и сравнить скорость утечки плазмы, чтобы убедиться, что она соответствует ожидаемому масштабу . Поначалу по этому поводу были некоторые сомнения; единственный прямой опыт работы с плазмой, полученный в рамках Манхэттенского проекта , показал, что скорость утечки линейно зависит от магнитного поля. Если бы диффузия Бома была правдой, практический термоядерный реактор, вероятно, был бы невозможен. [4] [5]
Из многих ранних концепций конструкции реакторов на первый план вышли три системы: магнитное зеркало , z-пинч и стелларатор . Ранние примеры показали, что они могут удерживать плазму на уровне, ожидаемом от небольшой машины. Выбросом стал пинч, который продемонстрировал очевидную нестабильность, которую удалось устранить с помощью новых магнитов. Эти ранние устройства привели к появлению более крупных и мощных версий тех же концепций. Им неизменно не удавалось улучшить удержание плазмы, из-за чего топливо вытекало с неприемлемой скоростью. Расследования привели к нескольким недавно обнаруженным нестабильностям, которые, казалось, были неотъемлемой частью всех этих проектов. [4]
На первой международной встрече по термоядерному синтезу в 1958 году стало ясно, что все устройства страдают от этих проблем. К началу 1960-х годов вся эта сфера погрузилась в состояние, известное как «упадок». Даже Лайман Спитцер , один из ярых сторонников термоядерного синтеза, пришел к выводу, что диффузия Бома является фундаментальным ограничением. [4]
Токамак
[ редактировать ]На аналогичной встрече в 1965 году в недавно открывшемся Центре термоядерной энергетики Калхэма в Великобритании советская группа представила предварительные результаты работы по устройству, которое они назвали токамаком . Физически она была очень похожа на концепцию z-пинча, которая была широко развита в Великобритании в устройстве ZETA и оказалась не более полезной, чем другие ранние системы, страдающие от нестабильности. Напротив, Советы утверждали, что их, казалось бы, небольшая вариация ZETA дала значительно лучшие результаты, примерно в 10 раз превышающие предел Бома. Их претензии были сразу же отвергнуты, особенно Спитцером. [6]
На следующей встрече в 1968 году в Новосибирске Советы представили гораздо больше данных, и все они продемонстрировали, что их машины обеспечивают время удержания от 10 до 100 раз лучше, чем любое другое устройство. И снова эти результаты были встречены скептицизмом. [7] Однако на этот раз Советы были готовы. Британская команда, работающая над ZETA, представила новую диагностическую технику с использованием лазеров , которую Лев Арцимович назвал «блестящей». Он пригласил британскую команду в их лабораторию, сердце советского предприятия по производству бомб, чтобы провести собственные измерения. [8] К лету 1969 года лазер показал, что токамак работает даже лучше, чем предполагали советские результаты. [9] Они позвонили на встречу американских исследователей термоядерного синтеза в августе. [10] и рассказал им эту новость до того, как она была обнародована в ноябре. [11]
Поначалу в США было мало движения, поскольку каждая из лабораторий имела свой собственный дизайн, который, по их мнению, был более интересным. Руководители программы термоядерного синтеза Комиссии по атомной энергии (AEC) были заинтересованы, по крайней мере, в подтверждении или опровержении советских результатов, но обнаружили, что лаборатории не заинтересованы в такой работе. В частности, в AEC считали, что будет легко превратить стелларатор Принстонской модели C в токамак, но директор лаборатории Гарольд Фюрт отказался даже рассматривать этот вопрос, сразу отвергнув советские претензии. [12] Только национальная лаборатория Ок-Риджа проявила интерес; у них не было в планах других крупномасштабных устройств, и они были готовы попробовать токамак. Как только было объявлено о планах на этот счет, босс Фюрта Мелвин Б. Готлиб побеседовал с Фюртом во время обеда. Они вернулись с обеда, чтобы рассказать, как переоборудовать Модель C. [9]
Преобразование началось в сентябре 1969 года и было завершено восемь месяцев спустя, получив новое название «Симметричный токамак». [13] Он сразу же подтвердил, а затем и превзошел советские результаты. Наконец оказалось, что стабильная плазменная конфигурация возможна, и внезапно открылась дорога к практической термоядерной энергии. [14]
Токамак раш
[ редактировать ]
Успех в удержании плазмы в машинах меньшего размера оставил много вопросов, на которые еще предстоит ответить. Один из них заключался в том, масштабировался ли токамак так, как ожидалось; чтобы проверить это, потребуется более крупная машина с более высокими внутренними токами и магнитными полями. Другой вопрос заключался в том, как нагреть плазму; В токамаке не было какого-либо значительного самонагрева, поэтому потребовалась бы какая-то форма внешнего нагрева. [15] Наконец, потребуется некоторая система для извлечения примесей из плазмы, как из исходного нечистого топлива, так и для удаления «термоядерной золы», результатов успешных реакций (обычно гелия). [16]
Из трех проблем наиболее очевидной было извлечение примесей. Уже давно стало понятно, что использование модифицированного масс-спектрометра позволит удалять более тяжелые ионы. Они были известны как диверторы , и стеллараторы Принстона были одними из первых машин, использовавших их. Стиль дивертора на стеллараторах не был идеален для токамака, но Принстон уже решил эту проблему в рамках своей машины Floating Multipole-1, которая до токамака была одним из немногих других устройств, демонстрировавших время удержания, превышающее Предел Бома. Чтобы проверить, будет ли их полоидальный дивертор работать в конфигурации токамака, начались планы по созданию новой небольшой машины — эксперимента с полоидальным дивертором или PDX. [16]
Отопление было еще одной проблемой, и было много разных идей, как это сделать. Стелларатору также не хватало саморазогрева, и для решения этой проблемы Принстон проводил эксперименты с использованием ионно-циклотронного резонансного нагрева . При этом используются мощные радиопередатчики, настроенные на частоту вращения ионов, нагревающие их аналогично тому, как микроволновая печь нагревает молекулы воды. Поскольку эта технология уже была хорошо изучена, Принстон предложил небольшую испытательную машину, чтобы опробовать другой подход к нагреву с использованием сжатия плазмы, например, более ранние пинч-машины, в системе, известной как адиабатический тороидальный компрессор (ATC). Другие концепции включали использование турбулентности в плазме и инжекцию горячих ионов в топливо с помощью ускорителей малых частиц . [15]
Наконец, для проверки масштабирования потребуется более крупная машина с гораздо более мощными магнитами и внутренними токами. Первоначально это было основной целью Принстонского Большого Тора, но были сделаны допуски на то, что к машине можно было добавлять новые формы нагрева без серьезных сбоев. Проектирование было завершено в начале 1971 года, а строительство началось позже в том же году.
НБИ
[ редактировать ]В первые дни программы в Ок-Ридже не было собственной разработки термоядерного синтеза, и вместо этого он сосредоточился на способах поддержания термоядерных машин топливом. Это привело к разработке серии ускорителей малых частиц , которые по одному запускали атомы топлива в плазму. Это оказалось также отличным способом нагрева плазмы, и Ок-Ридж продолжал работать над этими линиями, используя зеркальные реакторы, в течение 1960-х годов. [17] Когда были объявлены советские результаты, они начали думать, как сделать то же самое с токамаком. Их ранние расчеты не были многообещающими, но визит Баса Пиза из британской термоядерной лаборатории в Калхэме побудил их продолжать использовать этот подход. [18]
Пока PPPL обсуждал вопрос о преобразовании модели C в стелларатор, Ок-Ридж предложил построить новый токамак ORMAK. При этом использовался новый способ генерации магнитного поля, чтобы сделать его более однородным, чтобы достичь или превзойти характеристики советской машины ТМ-3. На втором этапе разработки они добавят нейтральное лучевое отопление. [18] Именно в этот момент, в июне 1970 года, Симметричный токамак начал сообщать о первых результатах. Опасаясь избыточности, команда Ок-Риджа решила адаптировать трансформаторную клетку ОРМАК в качестве основы для токамака гораздо большего размера и немедленно добавить NBI. Их машина была завершена к концу 1970 года, но ввод ее в эксплуатацию занял большую часть 1971 года, а первые физические результаты были получены только в начале 1972 года. К 1973 году машина работала достаточно хорошо, и лаборатория приступила к планированию включения форсунок NBI. [18]
PPPL не желала отказываться от своей лидерской позиции и быстро разработала план «захвата» Ок-Риджа. От техники компрессионного нагрева в АТС отказались и быстро приспособили к ней маломощный НБИ. Они продемонстрировали явный эффект нагрева в 1973 году, еще до того, как системы NBI на ОРМАК были введены в эксплуатацию. Благодаря этому успеху Ок-Ридж начал терять популярность в Вашингтонском руководящем комитете. [19]
Начальные операции
[ редактировать ]Примерно в это же время два советских теоретика опубликовали статью, описывающую новую тревожную проблему в концепции токамака — нестабильность захваченных частиц. Это предполагало, что по мере того, как условия работы реактора будут приближаться к полезным для энергетической машины показателям, они станут более нестабильными и в конечном итоге выбрасывают топливо из реактора. [20] В 1975 году Эдвин Кинтнер , которого Хирш недавно назначил возглавить усилия по термоядерному синтезу в AEC, решил, что это необходимо немедленно проверить. Он сказал Ок-Риджу «продолжать это дело». [20] и посоветовал PPPL добавить NBI в свой проект PLT. [20]
PLT строился с 1972 года и на тот момент был хорошо развит. С самого начала он проектировался с достаточным пространством для установки любой системы отопления, поэтому удовлетворить спрос на NBI было несложно. Однако это было дорого, но Кинтнер предоставил дополнительное финансирование. [21] PLT теперь стал центром внимания большей части американского термоядерного истеблишмента, и его миссия заключалась в том, чтобы «дать четкое представление о том, может ли концепция токамака плюс вспомогательный нагрев стать основой для будущего термоядерного реактора». [22]
PLT был объявлен действующим 20 декабря 1975 года. [22] Добавление NBI началось почти сразу, и первые два луча были введены в эксплуатацию к осени 1977 года. [23] Ранние тесты показали, что система не набирает температуру, как ожидалось. К счастью, оказалось, что это не связано с нестабильностью захваченных частиц, никаких признаков которой обнаружить не удалось. Проблема была простой и наблюдалась на многих предыдущих машинах; примеси в топливе вызывали рентгеновское излучение, которое отбирало энергию из плазмы. Тем не менее, к декабрю два луча работали при энергии 1,1 МэВ и подняли температуру до 25 миллионов градусов. [24]
Источник примесей был быстро обнаружен в устройстве, известном как «ограничитель». В любой плазме частицы имеют разные скорости, а более медленно движущиеся частицы плохо удерживаются и в конечном итоге сталкиваются со стенками реактора. Когда это происходит, они отбивают атомы металла, отравляющие плазму. Решение состоит в том, чтобы добавить небольшой кусочек металла в форме пальца, который простирается от стены сразу за пределы желаемой области плазмы. Когда эти более медленно движущиеся частицы начинают удаляться, они ударяются о ограничитель перед стеной и поглощаются. Идея состоит в том, чтобы использовать какой-нибудь легкий материал в качестве ограничителя, чтобы отлетающие атомы не отравляли плазму в такой же степени, но было обнаружено, что используемый алюминиевый материал не соответствует этому требованию. [24]
В 1978 году команда начала планировать добавить еще две линии NBI и заменить ограничитель новым материалом. В конечном итоге они выбрали графит , атомы углерода которого по-прежнему будут расщепляться в плазму, но при этом будут вызывать гораздо меньше рентгеновского излучения. [24]
Проблемы с бюджетом
[ редактировать ]В январе к власти пришла новая администрация Картера и приступила к реализации планов по реорганизации различных ветвей власти в новое Министерство энергетики (DOE). Джеймс Шлезингер , который возглавлял AEC с 1971 по 1973 год во время первых успехов токамака, вернулся, чтобы возглавить новое отделение. Джон М. Дойч был назначен руководителем Управления энергетических исследований Министерства энергетики и немедленно начал планировать сокращение его бюджета на 100 миллионов долларов. [25]
В ответ Кинтнер заявил, что исследования в области термоядерного синтеза имеют решающее значение и их не следует прекращать без веской причины. Он предложил создать группу «Голубая лента» для углубленного изучения всей области. Получив добро, Кинтнер сумел назначить Джона С. Фостера-младшего возглавить комиссию. В опубликованном в июне 1978 года «Итоговом отчете Специальной группы экспертов по синтезу» говорилось, что «необходимо сохранить импульс», что означает сохранение бюджета в его нынешнем виде. [26] Однако он также предположил, что токамак, возможно, не является окончательной формой термоядерного генератора и что другим подходам, таким как магнитное зеркало , также следует дать время для развития, чтобы они «могли поднять термоядерный синтез на самый высокий уровень». [27]
Фурта PPPL это не впечатлило, и он предположил, что это будет поводом ничего не делать. Но у него был план сделать их предложения спорными. К этому времени, в июле 1978 года, компания PLT завершила установку еще двух балок NBI, а также графитового ограничителя с водяным охлаждением. Вскоре они увеличили мощность НБИ до 2 МВт при напряжении 4 кВ, что обеспечило температуру плазмы 45 миллионов градусов. Это было как раз в той области, где должны были возникнуть проблемы с захваченными частицами. Опять же, никаких намеков на это не было замечено. [28]
Температурный рубеж
[ редактировать ]В ночь на 24 июля они подняли напряжение в системе до 5,5 кВ, достигнув температуры 60 миллионов градусов. Это была веха в программе термоядерного синтеза; PLT продемонстрировал, что можно создать токамак, который сможет удерживать плазму достаточно долго, чтобы нагреть ее до температур, необходимых для практического реактора. Плотность плазмы должна была быть выше в производственной машине, но PLT отвечал всем остальным требованиям. [28]
Значение результата было очевидно не только для физики, но и для продолжающихся усилий в Вашингтоне; Дойч готовил свой отчет по предложениям Комиссии Фостера, и этот результат принесет огромную положительную пользу. [29] Кинтер в то время был в отпуске со своей семьей, и когда на следующий день они вернулись в свой отель в Стоу , портье сообщил им, что от Готлиба ждет серия срочных сообщений. Кинтер и Готлиб согласились, что эту новость следует сохранить до следующей встречи, которая состоится в Инсбруке этой осенью. [30]
Как и в случае с ZETA и оригинальными токамаками, новости были слишком хорошими, чтобы их можно было скрывать, и через несколько дней эта история начала появляться в других термоядерных лабораториях. 31 июля Energy News опубликовала на первой полосе короткую статью о «постоянных сообщениях о крупном прорыве», что побудило Министерство энергетики запланировать пресс-релиз на 15 августа вместо того, чтобы ждать до Инсбрука. [30]
Моррис Левитт, редактор журнала Fusion , позвонил Готлибу 10 августа и попросил подождать до пресс-релиза. Затем Левитт позвонил в Министерство энергетики, чтобы узнать подробности, и связался с кем-то, кто не знал о событиях, и ему сказали, что такого пресс-релиза не будет. Это была серьезная ошибка; Журнал Левитта был убежден, что существовал заговор с целью свести на нет исследования в области термоядерного синтеза, и опровержение Министерства энергетики послужило подтверждением его подозрений. [31]
Левитт немедленно рассказал всю историю Дэйву Хессу из телеграфной службы Knight Ridder . Гесс начал следить и в конце концов добрался до Кинтера. После того, как Кинтер заговорил об этой теме, он признал, что произошло нечто интересное, но отказался сообщить подробности. это показалось кошачьей мятой Прессе история Гесса появилась на первой полосе « Майами Геральд» . , и на следующий день, в субботу, 12 августа, [31]
PLT выходные
[ редактировать ]То, что получилось, теперь известно как «выходные PLT». Эта история, опубликованная в день новостей , была подхвачена газетами всего мира. В их число входила газета Washington Post , и вскоре она оказалась на столах Дойча и Шлезингера. Ни один из них не отказался сообщить об этом газетам, которые теперь требовали заявления Министерства энергетики. В конечном итоге эта задача выпала на долю Стивена О. Дина , одного из старших директоров Кинтера, который в тот вечер появился на CBS News . Сам Кинтер находился в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в то время и той ночью вернулся в Вашингтон. Когда он ехал домой из аэропорта, он услышал эту историю по новостному радио WTOP . [31]
Джим Бишоп, пресс-секретарь Министерства энергетики, был в ярости. Он обвинил Кинтнера в намеренной утечке информации, чтобы повлиять на предстоящие решения об ассигнованиях. Затем он позвонил Готлибу и выдвинул те же обвинения. Готлиб заявил, что он все еще работает над первоначальным релизом от 15 августа и ничего не сказал прессе, но Бишоп не стал его слушать. Затем Готлиб позвонил Уильяму Боуэну, президенту Принстона, и сказал ему, что, если они не отменят нападение, он проведет собственное мероприятие для прессы, а затем уйдет в отставку. Боуэн знал Шлезингера и позвонил ему, позже сказав Готлибу, что все уладится. [32]
Когда Кинтнер и Дин пришли на работу в понедельник утром, их встретил Эрик Уиллис и сообщил, что их обоих увольняют; Шлезингер был убежден, что Кинтнер слил информацию, и Дин был рад распространить это сообщение на CBS. Накануне вечером вице-президент Уолтер Мондейл написал Шлезингеру письмо с требованием подготовить меморандум о событиях, что еще больше усилило всеобщее напряжение. Затем Уиллис пошел и поговорил со Шлезингером и Дойчем, убедив их не увольнять этих двоих и в конечном итоге согласился выпустить значительно смягченный пресс-релиз. [33]
Встреча состоялась позже тем же вечером, на ней присутствовало 75 репортеров. Дойч не позволил никому больше говорить о Министерстве энергетики и сообщил прессе, что это был обычный результат, которого давно ожидали, и что многие другие энергетические программы также добились большого прогресса. Затем Готлиб выступил и объяснил значение результата, а также то, как скрытая проблема с захваченными частицами оказалась несуществующей. В итоге все остались довольны результатом. Кинтнер впервые встретился со Шлезингером только позже, когда Шлезингер успокоился; Кинтнер пообещал, что повторного выступления не будет, и они урегулировали разногласия. [34]
В течение следующей недели новости об успехе PLT распространились по всему миру. Даже «Правда» выступила с поздравлениями, заявив: «Было бы неправильно думать, что сторонники «холодной войны» повсюду берут верх. В эти дни сообщают и новости совсем другого рода... Ученые Принстонского университета добились крупных успехов в области термоядерного синтеза. Им удалось получить температуру 60 миллионов градусов Цельсия в экспериментальном реакторе токамак. Это было достигнуто благодаря сотрудничеству с советскими учёными». [35]
Инсбрук и Вашингтон
[ редактировать ]Встреча в Инсбруке состоялась в последнюю неделю августа 1978 года. Роб Голдстон был выбран для презентации PLT и вооружился большим количеством экспериментальных результатов. Организаторы встречи организовали специальную сессию для его презентации, и он подвергся критике со стороны ученых со всего мира. Два основных вопроса заключались в том, можно ли доверять результатам и измеряли ли они объемную температуру или просто горячие точки. Голдстон продемонстрировал результаты, полученные от четырех совершенно разных типов датчиков, которые дали один и тот же результат, и эти результаты продемонстрировали, что энергии действительно были максвелловскими, как и следовало ожидать от объемной температуры. [36]
В завершение презентации российский физик Катерина Разумова подарила Голдстону вырезанную вручную жар-птицу , которая в славянском фольклоре приносила человечеству огонь от Солнца. Готлиб предоставил ему место в диспетчерской PLT, где он оставался в течение многих лет. [36]
В сентябре Дойч представил Конгрессу свои рекомендации, основанные на отчетах Фостера. Он отклонил призывы к запуску машины после TFTR и повторил призывы к тому, чтобы зеркальная программа также продолжала свою работу. Он призвал оставить бюджет в прежнем виде, но с повышением стоимости жизни. План Шлезингера по сокращению бюджета на термоядерный синтез провалился. [37]
Более поздние обновления
[ редактировать ]Работа с лучами NBI продолжалась и в конечном итоге достигла мощности 2,5 МВт для получения 75 миллионов градусов, и это событие завершилось выпуском собственных футболок . [28]
Вскоре после этого PLT начал претерпевать ряд изменений для проверки новых концепций. В 1981 году он успешно создал ток в плазме, используя низкогибридные радиочастотные волны, а не используя ток, индуцированный трансформатором. Трансформаторы представляли собой простой способ индуцировать ток, но имели тот недостаток, что были импульсными устройствами. Для производственного токамака, работающего в течение нескольких минут, потребуется какая-то новая система для поддержания тока в плазме. Низгибридная радиочастота делает это, посылая радиосигналы в плазму. [22]
PLT также добавила ионно-циклотронный радиочастотный нагрев и в 1984 году произвела плазму с температурой 60 миллионов градусов, используя только эту форму нагрева. [22]
Сведения об устройстве
[ редактировать ]- Большой/малый радиус (м): 1,32/0,4 [38] Примечание: переменный малый радиус
- Тороидальное поле: 4 Тесла [38]
- Полоидальное поле:
- Длительность импульса:
- Плазменный ток: 700 кА [38]
- Ионно-циклотронный нагрев : 5 МВт [38]
- Инжекция нейтрального луча (NBI): 3 МВт [38]
- Нижний гибридный привод тока (LH): 1 МВт [38] говорит: «Во многом копия российского Т-10, но с добавлением систем NBI и LH. Демонстрируется привод тока от пробоя LH, но этот LH эффективен только в плазме низкой плотности. Переменный малый радиус путем регулировки положения ограничителя. Первая машина для достижения тока плазмы 1 МА. Металлические ограничители заменены ограничителями из углерода... около 1978 г.».
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]Радиочастотное отопление:
Ссылки
[ редактировать ]Цитаты
[ редактировать ]- ^ Хайценредер, Фил; Мид, Дейл (5 октября 2018 г.). «История машиностроения для исследований термоядерного синтеза в Принстоне» (PDF) .
- ^ Синтез: Энергия Вселенной
- ^ «Энергия ядерного синтеза» . Всемирная ядерная ассоциация . Февраль 2021.
- ^ Jump up to: а б с Смирнов 2009 , с. 2.
- ^ Бромберг 1982 , с. 66.
- ^ Бромберг 1982 , с. 153.
- ^ Робертс 1974 , с. 12.
- ^ «Мальчик из Долины, который поднял железный занавес, чтобы убедить США в правдивости заявлений России о ядерном синтезе времен Холодной войны» . УэльсОнлайн . 3 ноября 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Хеппенхаймер 1984 , с. 41.
- ^ Бромберг 1982 , с. 167.
- ^ Пикок, Нью-Джерси; Робинсон, округ Колумбия; Форрест, MJ; Уилкок, PD; Санников В.В. (1969). «Измерение температуры электронов методом томсоновского рассеяния в токамаке Т3». Природа . 224 (5218): 488–490. Бибкод : 1969Natur.224..488P . дои : 10.1038/224488a0 . S2CID 4290094 .
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 40.
- ^ Бушнелл, CW; Гроув, диджей; Джойс, Дж. Б. (1971). Симметричный токамак Принстона: от предложения к плазме за 8 месяцев (технический отчет). Лаборатория физики плазмы.
- ^ Бромберг 1982 , с. 181.
- ^ Jump up to: а б Робертс 1974 , с. 14.
- ^ Jump up to: а б Рютов, Д.Д.; Уманский, М.В. (2013). «Дивертор с нулем полоидального поля третьего порядка» . Физика плазмы . 20 (9): 092509. Бибкод : 2013PhPl...20i2509R . дои : 10.1063/1.4821603 . ОСТИ 22220610 .
- ^ Форсен, Гонконг (апрель 1972 г.). Пучки энергетических частиц и термоядерные устройства (Технический отчет). Окриджская национальная лаборатория.
- ^ Jump up to: а б с Робертс 1974 .
- ^ Бромберг 1982 , с. 212.
- ^ Jump up to: а б с Хеппенхаймер 1984 , с. 192.
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 193.
- ^ Jump up to: а б с д «Хронология» . ПППЛ .
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 196.
- ^ Jump up to: а б с Хеппенхаймер 1984 , с. 197.
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 199.
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 201.
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 203.
- ^ Jump up to: а б с Хеппенхаймер 1984 , с. 204.
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 205.
- ^ Jump up to: а б Хеппенхаймер 1984 , с. 206.
- ^ Jump up to: а б с Хеппенхаймер 1984 , стр. 207–208.
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 211.
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 212.
- ^ Хеппенхаймер 1984 , стр. 213–214.
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 214.
- ^ Jump up to: а б Хеппенхаймер 1984 , с. 215.
- ^ Хеппенхаймер 1984 , с. 216.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Обычные токамаки
Библиография
[ редактировать ]- Бромберг, Джоан Лиза (1982). Термоядерный синтез: наука, политика и изобретение нового источника энергии . МТИ Пресс. ISBN 978-0-262-02180-7 .
- Хеппенхаймер, Томас (1984). Искусственное Солнце: В поисках термоядерной энергии . Маленький, Браун. ISBN 9780316357937 .
- Робертс, Майкл (зима 1974 г.). «Рождение ОРМАК: личные воспоминания» (PDF) . Обзор ОРНЛ .
- Смирнов, Владимир (30 декабря 2009 г.). «Фонд токамака в СССР/России 1950–1990» (PDF) . Ядерный синтез . 50 (1): 014003. Бибкод : 2010NucFu..50a4003S . CiteSeerX 10.1.1.361.8023 . дои : 10.1088/0029-5515/50/1/014003 . S2CID 17487157 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]СМИ, связанные с Большим Тором Принстона, на Викискладе?