Page 19 - Оқу құралы ТЕРМОЯДРОЛЫҚ ЭНЕРГЕТИКА. ТОКАМАК

1. Плазманы ұстап тұру салыстырмалы түрде төмен қысым мен жоғары
температурада (токомак) магнит өрісі арқылы жүзеге асырылатын
квазистационарлық жүйелер [9].
2. Импульстік жүйелер, мұндай UTS жүйелерінде дейтерий мен тритий бар
шағын нысандарды ауыр лазерлік немесе иондық импульстармен қысқа мерзімді
қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Мұндай сәулелену термоядролық
микрожарылыстар тізбегін тудырады.
ТОКАМАК – плазманы магнитті ұстауға арналған тороидты вакуумдық
камера. Плазма магнит өрісімен ұсталады, оның ішінде плазмалық "сым"
камераның қабырғаларына – "бауырсаққа"тигізбестен ілінеді. Алғаш рет атом
энергиясы институтында әзірленген. Курчатова басқарылатын синтез мәселесін
зерттеу үшін. Магнит өрісін жасау үшін катушкалар камераға оралған. Вакуумдық
камерадан алдымен ауа сорылады, содан кейін оны дейтерий мен тритий
қоспасымен толтырады. Содан кейін, индуктордың көмегімен камерада құйынды
электр өрісі пайда болады.
Индуктор – бұл үлкен трансформатордың бастапқы орамасы, онда Токомак
камерасы екінші реттік орам болып табылады. Құйынды электр өрісі плазмадағы
ток ағынын және оның қызуын тудырады.
Токамактағы басқарылатын синтез мәселелері
Әзірге 1 с уақыт ішінде см3-ге бөлшектің плазма тығыздығын алуға болады,
бұл өзін-өзі қамтамасыз ететін термоядролық реакцияны әлі бастауға мүмкіндік
бермейді. Плазма тығыздығының өнімі ұстау уақыты қазір қол жеткізілгеннен 20
есе көп болуы керек.
Өнеркәсіптік пайдалану үшін термоядролық реакциялар ұзақ уақыт бойы
үздіксіз жүруі керек. Қажетті масштабта реакция жүруіне қол жеткізу үшін
плазмадағы қысымды көтеру қажет. Плазмадағы қысымның жоғарылауы заттың
осы күйінің тұрақтылығына теріс әсер ететін процестерді тудырады. Онда "мойын",
"жылан" сияқты бұзылулар пайда болады, бұл плазманы камера қабырғаларына
лақтыруға әкеледі. Олар ыдырайды және плазма салқындайды. Магнит өрісі
плазманың күш сызықтары арқылы қозғалуына жол бермеуі керек. Магнит өрісі
асқын өткізгіш электромагниттердің көмегімен жасалған ТОКАМАК плазмалық
турникетті ұстап тұру үшін ядролардың бірігуіне байланысты бөлінгеннен көп
энергияны қажет етеді [15].
Импульстік жүйелер:
Мұндай жүйелерде UTS қысқа мерзімді қысу және құрамында дейтерий мен
тритий бар шағын нысандарды ауыр көп арналы лазерлермен немесе иондық
импульстармен ультра жылдам қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Мұндай
сәулелену мақсатты орталықта термоядролық реакцияны тудырады.
UTS нысаны қуыс қабықтан (1), қатты мұздатылған ДТ қоспасының
қабатынан (2) және нысананың ортасында төмен тығыздықтағы ДТ газынан (3)
тұрады.
«Термоядролық синтез – өте күрделі және өте қымбат технология. Міне, біз
әлемде жетекші орынға ие боламыз», - деп атап өтті ғылыми-зерттеу орталығының
президенті Михаил Ковальчук. «Осы саладағы зерттеулер бізді жаңа энергияға,
плазмалық технологиялар мен жаңа материалдарды жасауға жетелейді».
Қазіргі таңда Ресейде, АҚШ, Қытай,Жапония және Еуропалық одақта
басқарылатын синтезді зерттеуге арналған тороидтық камералар бар. Бұл саладағы