Исследование энергетической эффективности альтернативных систем термоядерного синтеза

• Автор: Чирков, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 446 с. : ил.

ОГДАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МОДЕЛИ ФИЗИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ ПЛАЗМЫ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ТЕРМОЯДЕРНЫХ СИСТЕМ
1.1. Термоядерные реакции и необходимость исследований магнитных систем с плазмой высокого давления

1.2. Физическая кинетика термоядерной плазмы в реакторе

с магнитным удержанием

1.3. Проблема турбулентного транспорта, вызываемого дрейфовыми микронеустойчивостями в замагниченной
плазме

1.4. Принципы построения методики замкнутого моделирования

ГЛАВА 2. ВОЗДЕЙСТВИЕ ФЛУКТУАЦИЙ НА ДВИЖЕНИЕ
ЧАСТИЦ ПЛАЗМЫ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
2.1. Модель отдельных частиц для численного анализа
2.2. Бесстолкновительная диффузия в многомодовом
режиме
2.3. Взаимодействие частицы с одиночной флуктуацией
2.4. Стохастичность и диффузия в приближении идеальных
мод. Дрейфовый гамильтониан
2.5. Резонансные частицы в магнитном поле токамака
2.6. Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ БЕССТОЛКНОВИТЕЛЬНЫХ
ГРАДИЕНТНЫХ ДРЕЙФОВЫХ НЕУСТОЙЧИВОСТЕЙ 13
3.1. Общая характеристика бесстолкновительных градиентных дрейвовых неустойчивостей
3.2. Дисперсионное уравнение
3.3. Свойства электростатических мод в однородном магнитном поле
3.4. Электромагнитные моды в неоднородном магнитном

3.5. Нелокальный анализ электростатических мод
3.6. Выводы по третьей главе 213 ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ТРАНСПОРТНЫХ МОДЕЛЕЙ И ОЦЕНКИ
ТУРБУЛЕНТНОГО ТРАНСПОРТА
4.1. Общие соотношения
4.2. Влияние сдвигового течения на неустойчивую дрейфовую волну
4.3. Макроскопическое описание квазистационарных конфигураций
4.4. Выводы по четвертой главе 265 ГЛАВА 5. НЕУСТОЙЧИВОСТИ, ТРАНСПОРТ И ГЛОБАЛЬНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛАЗМЫ В МАГНИТНЫХ ЛОВУШКАХ
5.1. Обращенная магнитная конфигурация (FRC)
5.2. Дипольные и мультипольные конфигурации
5.3. Амбиполярная открытая ловушка

5.4. Влияние запертых частиц на градиентные дрейфовые неустойчивости в продольно неоднородном магнитном

5.5. Выводы по пятой главе
ГЛАВА 6. РАБОЧИЕ РЕЖИМЫ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СИСТЕМ
6.1. Источник термоядерных нейтронов на основе аксиально-симметричной открытой ловушки
6.2. Сферический токамак-реактор на П-3Не-топливе
6.3. Термоядерные системы на основе обращенной магнитной конфигурации
6.4. Основные параметры П-3Не-реактора на основе мультипольной конфигурации
6.5. Возможные параметры безнейтронного реактора на топливер-1‘В
6.6. Выводы по шестой главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

6 уу
PextdV '
(1.10)
В режиме зажигания Рех( = 0, 0 —> оо. Для термоядерных реакторов
обычно требуется <2 = 10-20. Определяя требуемые значения т& мы будем ориентироваться на такие значения ().
Термоядерная мощность равна
где /,у - сорта реагирующих ионов; к- номер реакции между ними; Яу = 1 при I Ф у, Я у -1/2 при г = у; < его > ^ — параметр скорости соответствующей реакции; - суммарная энергия, выделяющаяся в реакции.
Мощность Рп, выделяемая с нейтронами, вычисляется аналогично (1.11), но вместо ТУк, необходимо использовать энергию нейтронов. Нейтроны мгновенно покидают плазму, не передавая ей своей энергии, поэтому в балансе они рассматриваются как потери.
Мощность, передаваемая от ионов каждого сорта / к электронам при столкновениях, равна [54]
(1.11)
/,у,£
(1.12)
Зплі2пеІтіте (квТе V/2 г}еАпеКіе I е ,
- время столкновений ионов рассматривав-