Дивертор - Divertor
В ядерная термоядерная энергия исследования, дивертор это устройство в токамак или стелларатор что позволяет в режиме онлайн удалять отходы из плазма пока реактор еще работает. Это позволяет контролировать накопление продуктов термоядерного синтеза в топливе и удаляет примеси в плазме, которые попали в него из футеровки сосуда.
Дивертор был впервые представлен во время самых ранних исследований термоядерных энергетических систем в 1950-х годах. С самого начала было понятно, что успешный синтез приведет к более тяжелым ионы образуется и остается в топливе (так называемый «термоядерный пепел»). Эти примеси были ответственны за потерю тепла и вызывали другие эффекты, которые затрудняли поддержание реакции. Дивертор был предложен как решение этой проблемы. Работает по тому же принципу, что и масс-спектрометр, плазма проходит через область дивертора, где более тяжелые ионы выбрасываются из топливной массы центробежная сила, сталкиваясь с каким-то абсорбирующим материалом и выделяя свою энергию в виде тепла.[1] Первоначально считавшееся устройством, необходимым для действующих реакторов, некоторые ранние конструкции включали дивертор.
Когда в 1970-х годах начали появляться первые реакторы большой мощности, возникла серьезная практическая проблема. Как бы сильно она ни была ограничена, плазма продолжала вытекать из основной области удержания, ударяясь о стенки активной зоны реактора и вызывая множество проблем. Основное беспокойство было распыление в реакторах с большей мощностью и частицами плотность потока,[2] что вызвало ионы вакуумная камера Металл стенки вливается в топливо и охлаждает его.
В 80-е годы для реакторов стало обычным делом включать элемент, известный как ограничитель, который представляет собой небольшой кусок материала, который выступает на небольшое расстояние во внешний край основной области удержания плазмы. Ионы топлива, идущие наружу, ударяют ограничитель, тем самым защищая стенки камеры от этого повреждения. Однако проблемы с отложением материала в топливе остались; ограничитель просто изменил источник этого материала.
Это привело к повторному появлению дивертора как устройства защиты самого реактора. В этих проектах магниты потяните за нижний край плазмы, чтобы создать небольшую область, где внешний край плазмы, «слой соскабливания» (SOL), ударяется о пластину, подобную ограничителю. Дивертор улучшает ограничитель несколькими способами, в основном потому, что современные реакторы пытаются создавать плазму с D-образным поперечным сечением («удлинение» и «треугольность»), поэтому нижний край D является естественным местом для дивертора. В современных примерах пластины заменены на литий металл, который лучше захватывает ионы и вызывает меньшее охлаждение при попадании в плазму.[3]
В ИТЭР и последняя конфигурация Совместный европейский тор, самая нижняя область тора имеет конфигурацию дивертор,[4] пока Алкатор C-Mod был построен с диверторными каналами как вверху, так и внизу.[5]
Токамак с дивертором известен как диверторный токамак или же конфигурация дивертора токамак. В этой конфигурации частицы уходят через магнитную «щель» (сепаратриса ), что позволяет разместить энергопоглощающую часть дивертора вне плазмы. Конфигурация дивертора также облегчает получение более стабильной H-режим операции. В плазменный облицовочный материал в диверторе сталкиваются с существенно разными напряжениями по сравнению с большинством первая стена.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ "Виды материалов поглотителей РФ". www.masttechnologies.com. Получено 30 августа 2015.
- ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2014-01-10. Получено 2014-01-10.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)] Т. Н. Тодд и К. Г. Виндзор, Прогресс в исследованиях термоядерного синтеза с магнитным удержанием, Contemporary Physics, 1998, том 39, номер 4, страницы 255-282
- ^ «Ограничители и диверторы» В архиве 10 января 2014 г. Wayback Machine, EFDA
- ^ http://www.apam.columbia.edu/courses/apph4990y_ITER/Divertor%20Presentation%20-%20Stoafer.pdf получено 11 сентября 2012 г.
- ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-06-17. Получено 2012-09-11.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) получено 11 сентября 2012 г.