RU2775749C1 - Fusion reactor - Google Patents

Fusion reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2775749C1
RU2775749C1 RU2021138928A RU2021138928A RU2775749C1 RU 2775749 C1 RU2775749 C1 RU 2775749C1 RU 2021138928 A RU2021138928 A RU 2021138928A RU 2021138928 A RU2021138928 A RU 2021138928A RU 2775749 C1 RU2775749 C1 RU 2775749C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vacuum chamber
liquid metal
metal lithium
cylindrical
magnetic systems
Prior art date
Application number
RU2021138928A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Петрович Будаев
Александр Николаевич Варава
Юлия Владимировна Вершинина
Алексей Викторович Дедов
Александр Валентинович Захаренков
Михаил Алексеевич Зверев
Александр Тимофеевич Комов
Владимир Дмитриевич Локтионов
Виктор Васильевич Мясников
Петр Готлобович Фрик
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2775749C1 publication Critical patent/RU2775749C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: thermonuclear fusion reactions.
SUBSTANCE: invention relates to a device for carrying out thermonuclear fusion reactions. The reactor contains a vacuum chamber made in the form of a hollow cylinder, the inner surface of which is lined with a coating of a porous material wetted by molten liquid metal lithium, and forming a cylindrical reflector, negative and positive electrodes located at the ends of the vacuum chamber and isolated from the vacuum chamber, located on the outside vacuum chamber starting heater and magnetic systems. The magnetic field lines of magnetic systems penetrate inside the vacuum chamber and form an impact on the plasma column towards the axis of the cylindrical vacuum chamber. In the upper part of the vacuum chamber and above its inner surface there is an annular ejector for supplying molten liquid metal lithium and forming a cylindrical reflector, the reactor is also equipped with a liquid metal lithium collection cavity, heated by a starting heater, connected by a pipeline through a circulation pump and a loop heat exchanger with an annular ejector. Moreover, the vacuum chamber is located vertically, and the magnetic systems form ring groups around the vacuum chamber and are arranged in a vertical stacking.
EFFECT: reduction of energy losses from radiation from the surface of the plasma column to the body of the vacuum chamber, reduction of leakage of deuterium and tritium from the synthesis zone, the possibility of utilizing high-temperature heat while simplifying the design.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к ядерной физике, а именно, к устройствам для осуществления термоядерных реакций синтеза и может быть использовано в ядерной энергетике.The invention relates to nuclear physics, namely, to devices for the implementation of thermonuclear fusion reactions and can be used in nuclear power.

Известен термоядерный реактор (Грачев Л.П. Есаков И.И. Мишин Г.И. Ходатаев К.В. Возможность осуществления термоядерного синтеза в резонансном стримерном СЧ-разряде высокого давления. Российская АН, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург, 1992, препринт N 1577, с. 50), включающий камеру, заполненную под давлением газом, например водородом, систему подачи текучего теплоносителя, размещенную вне упомянутой камеры, текучий теплоноситель, выходящий из упомянутой системы и входящий в преобразователь энергии, который установлен вне ранее указанной камеры, двухзеркальный открытый СВЧ-резонатор, помещенный внутрь камеры, причем зеркала СВЧ-резонатора установлены на расстоянии от внутренних стен камеры, которая выполнена прямоугольной формы и концентрично расположена внутри другой камеры, а зазор между ними заполнен текучим теплоносителем.A thermonuclear reactor is known (Grachev L.P. Esakov I.I. Mishin G.I. Khodataev K.V. The possibility of thermonuclear fusion in a resonant high-pressure streamer high-pressure discharge. Russian Academy of Sciences, A.F. Ioffe, St. Petersburg, 1992, preprint N 1577, p. 50), including a chamber filled under pressure with a gas, such as hydrogen, a fluid coolant supply system located outside the said chamber, a fluid coolant leaving the said system and entering the energy converter , which is installed outside the previously indicated chamber, a two-mirror open microwave resonator placed inside the chamber, moreover, the mirrors of the microwave resonator are installed at a distance from the inner walls of the chamber, which is made of a rectangular shape and is concentrically located inside the other chamber, and the gap between them is filled with a fluid heat carrier.

Недостатком этого технического решения является нестабильность плазменного облака и высокая скорость его остывания, обусловленная потерями энергии через излучение.The disadvantage of this technical solution is the instability of the plasma cloud and the high rate of its cooling due to energy losses through radiation.

Наиболее близким по технической сущности является термоядерный реактор (Патент RU 2699243, МПК G21B 1/00, опубл. 04.09.2019, бюл. №25), содержащий вакуумную камеру, каналы подачи газообразных реагентов в камеру, входной и выходной коллекторы теплоносителя, охлаждающего вакуумную камеру, отличающийся тем, что вакуумная камера выполнена в виде полого цилиндра, внутренняя поверхность которого покрыта пористым материалом, смачиваемым расплавленным литием, и образующая цилиндрический отражатель, в стенке полого цилиндра выполнены продольные каналы для охлаждающего теплоносителя, подаваемого в каналы с помощью входного коллектора и отводимого из каналов с помощью выходного коллектора, по оси торцевых сторон выполнены скользящие и изолированные вводы каналов подачи газообразных реагентов, к которым приложено постоянное напряжение, вызывающее пробой газового наполнения вакуумной камеры и формирование первичного плазменного шнура, с внешней стороны вакуумной камеры размещены СВЧ-излучатели для разогрева лития в пористом слое на внутренней поверхности цилиндрической вакуумной камеры и магнитные системы, линии магнитного поля которых проникают внутрь вакуумной камеры и формируют воздействие на плазменный шнур в сторону оси цилиндрической вакуумной камеры, которая установлена на роликовые подшипники, закрепленные в реакторе и обеспечивающие вращение вакуумной камеры вокруг продольной оси, с помощью электродвигателя и шестеренчатой пары цилиндрическая вакуумная камера приводит вращение вокруг продольной оси.The closest in technical essence is a thermonuclear reactor (Patent RU 2699243, IPC G21B 1/00, publ. 04.09.2019, bull. No. 25), containing a vacuum chamber, channels for supplying gaseous reagents to the chamber, inlet and outlet collectors of coolant cooling the vacuum chamber, characterized in that the vacuum chamber is made in the form of a hollow cylinder, the inner surface of which is covered with a porous material wetted by molten lithium and forming a cylindrical reflector; from the channels with the help of an outlet manifold, along the axis of the end sides, sliding and isolated inputs of channels for supplying gaseous reagents are made, to which a constant voltage is applied, causing a breakdown of the gas filling of the vacuum chamber and the formation of a primary plasma filament, microwave emitters are placed on the outer side of the vacuum chamber for heating of lithium in a porous layer on the inner surface of a cylindrical vacuum chamber and magnetic systems, the magnetic field lines of which penetrate inside the vacuum chamber and form an impact on the plasma column towards the axis of the cylindrical vacuum chamber, which is mounted on roller bearings fixed in the reactor and ensures the rotation of the vacuum chamber around the longitudinal axis, with the help of an electric motor and a gear pair, a cylindrical vacuum chamber rotates around the longitudinal axis.

Недостатком этого технического решения является вращение вакуумной камеры вокруг продольной оси и, как следствие, наличие подвижных уплотнений вокруг неподвижных положительного и отрицательного электродов и арматуры подвода и отвода теплоносителя. Через уплотнения неизбежны потери дейтерия и трития из зоны синтеза, что затрудняет поддержание стабильности условий реакции синтеза.The disadvantage of this technical solution is the rotation of the vacuum chamber around the longitudinal axis and, as a result, the presence of movable seals around the fixed positive and negative electrodes and fittings for supplying and discharging coolant. The loss of deuterium and tritium from the synthesis zone is inevitable through compactions, which makes it difficult to maintain the stability of the fusion reaction conditions.

Технической задачей изобретения является повышение стабильности поддержания реакции синтеза и температуры плазменного шнура.The technical objective of the invention is to increase the stability of maintaining the fusion reaction and the temperature of the plasma column.

Техническим результатом изобретения является снижение потерь энергии от излучения с поверхности плазменного шнура на корпус вакуумной камеры и снижение утечек дейтерия и трития из зоны синтеза, утилизация высокотемпературного тепла, упрощение конструкции.The technical result of the invention is to reduce energy losses from radiation from the surface of the plasma pinch to the body of the vacuum chamber and reduce leakage of deuterium and tritium from the synthesis zone, high-temperature heat utilization, and design simplification.

Это достигается тем, что термоядерный реактор содержит вакуумную камеру, выполненную в виде полого цилиндра, внутренняя поверхность которого выстлана покрытием из пористого материала, смачиваемым расплавленным жидкометаллическим литием, и образующая цилиндрический отражатель, отрицательный и положительный электроды, расположенные в торцах вакуумной камеры и изолированные от вакуумной камеры, размещенные с внешней стороны вакуумной камеры пусковой подогреватель и магнитные системы, линии магнитного поля которых проникают внутрь вакуумной камеры и формируют воздействие на плазменный шнур в сторону оси цилиндрической вакуумной камеры, согласно изобретению снабжен расположенным в верхней части вакуумной камеры и над ее внутренней поверхностью кольцевым эжектором для подачи расплавленного жидкометаллического лития и формирования цилиндрического отражателя, а также полостью сбора жидкометаллического лития, нагреваемой пусковым подогревателем, соединенной трубопроводом через циркуляционный насос и контурный теплообменник с кольцевым эжектором, при этом вакуумная камера расположена вертикально, а магнитные системы образуют кольцевые группы вокруг вакуумной камеры и расположены в виде вертикальной укладки.This is achieved by the fact that the thermonuclear reactor contains a vacuum chamber made in the form of a hollow cylinder, the inner surface of which is lined with a coating of porous material wetted by molten liquid metal lithium, and forming a cylindrical reflector, negative and positive electrodes located at the ends of the vacuum chamber and isolated from the vacuum chamber. chambers located on the outer side of the vacuum chamber starting heater and magnetic systems, the lines of the magnetic field of which penetrate inside the vacuum chamber and form an effect on the plasma column towards the axis of the cylindrical vacuum chamber, according to the invention, it is equipped with an annular ring located in the upper part of the vacuum chamber and above its inner surface an ejector for supplying molten liquid metal lithium and forming a cylindrical reflector, as well as a cavity for collecting liquid metal lithium, heated by a starting heater, connected by a pipeline through a circulation pump and a loop heat exchanger with an annular ejector, while the vacuum chamber is located vertically, and the magnetic systems form ring groups around the vacuum chamber and are arranged in a vertical stack.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена функциональная схема термоядерного реактора.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of a thermonuclear reactor.

Термоядерный реактор содержит вакуумную камеру 1, выполненную в виде полого цилиндра, внутренняя поверхность 2 которого выстлана покрытием из пористого материала, смачиваемым расплавленным жидкометаллическим литием, полость сбора 3 жидкометаллического лития, пусковой подогреватель 4 лития, отрицательный 5 и положительный 6 электроды, расположенные в торцах вакуумной камеры 1 и изолированные от вакуумной камеры 1, магнитные системы 7, расположенные вне вакуумной камеры 1, хордоподобные линии магнитного поля которых проникают внутрь и формируют воздействие на плазменный шнур 8 в сторону оси цилиндрической вакуумной камеры 1, которая расположена вертикально, кольцевой эжектор 9 жидкометаллического лития расположен над орошаемой жидкометаллическим литием внутренней поверхностью 2 с покрытием из пористого материала вакуумной камеры 1 и образует цилиндрический отражатель, стекающий вниз жидкометаллический литий собирается в полости сбора 3, подогреваемой пусковым подогревателем 4. Магнитные системы 7, примыкающие к внешней поверхности вакуумной камеры 1 и образующие кольцевые группы вокруг цилиндрической вакуумной камеры, расположены в виде вертикальной укладки. Полость сбора 3 жидкометаллического лития соединена трубопроводом 10 через циркуляционный насос 11 и контурный теплообменник 12 с кольцевым эжектором 9, расположенным в верхней части вакуумной камеры.The thermonuclear reactor contains a vacuum chamber 1 made in the form of a hollow cylinder, the inner surface 2 of which is lined with a coating of a porous material wetted by molten liquid metal lithium, a liquid metal lithium collection cavity 3, a lithium starting heater 4, negative 5 and positive 6 electrodes located at the ends of the vacuum chamber. chamber 1 and isolated from the vacuum chamber 1, magnetic systems 7 located outside the vacuum chamber 1, the chord-like lines of the magnetic field of which penetrate inside and form an impact on the plasma cord 8 towards the axis of the cylindrical vacuum chamber 1, which is located vertically, an annular ejector 9 of liquid metal lithium located above the internal surface 2 irrigated with liquid metal lithium, coated with porous material of the vacuum chamber 1 and forms a cylindrical reflector, the liquid metal lithium flowing down is collected in the collection cavity 3, heated by the starting heater 4. Magnetic systems 7 adjacent to the outer surface of the vacuum chamber 1 and forming ring groups around the cylindrical vacuum chamber are arranged in a vertical stacking. The collection cavity 3 of liquid metal lithium is connected by a pipeline 10 through a circulation pump 11 and a loop heat exchanger 12 with an annular ejector 9 located in the upper part of the vacuum chamber.

Термоядерный реактор работает следующим образом.Fusion reactor works as follows.

Пусковой подогреватель 4 осуществляет подогрев и расплавление лития в полости сбора 3. После расплавления лития он через трубопровод 10 подается циркуляционным насосом 11 к кольцевому эжектору 9, откуда, орошая пористую структуру на внутренней поверхности 2, формирует цилиндрический отражатель. После формирования поверхности отражателя в вакуумную камеру 1 подается смесь газообразных реагентов, например, смесь водорода, дейтерия и трития, и при подаче высокого постоянного напряжения к отрицательному 5 и положительному 6 электродам происходит пробой в смеси газов и формирование первичного плазменного шнура 8, при этом начальная температура в плазменном шнуре 8 недостаточна для осуществления реакции синтеза.The starting heater 4 heats and melts lithium in the collection cavity 3. After lithium is melted, it is fed through the pipeline 10 by the circulation pump 11 to the annular ejector 9, from where, irrigating the porous structure on the inner surface 2, it forms a cylindrical reflector. After the formation of the reflector surface, a mixture of gaseous reagents, for example, a mixture of hydrogen, deuterium and tritium, is supplied to the vacuum chamber 1, and when a high constant voltage is applied to the negative 5 and positive 6 electrodes, a breakdown occurs in the gas mixture and the formation of the primary plasma column 8, while the initial the temperature in the plasma cord 8 is not sufficient to carry out the fusion reaction.

Следующий этап работы термоядерного реактора заключается в постепенном повышении температуры в плазменном шнуре 8, что реализуется за счет омического нагрева плазменного шнура 8 путем подведения к отрицательному 5 и положительному 6 электродам постоянного напряжения. Термодинамическое состояние плазмы, находящейся в разряженной газовой среде, определяется только потерями энергии от излучения. Именно этот фактор потерь устраняется в предлагаемой конструкции реактора. Поскольку плазменный шнур 8 находится в центре цилиндрического зеркала, то большая часть теплового излучения от плазменного шнура 8 возвращается ему же. Такой способ условной теплоизоляции позволяет создать предпосылки для быстрого повышения температуры в плазменном шнуре 8 до температур начала реакций синтеза. Кроме того, постепенное увеличение напряженности магнитного поля в магнитных системах 7 в направлении сверху вниз позволяет увеличить силу сжатия плазменного шнура 8, т.е. уменьшить объем поперечного сечения плазменного шнура 8, и в соответствии с газовыми аналогиями увеличить его температуру, что способствует началу реакций синтеза.The next stage of the operation of a thermonuclear reactor is to gradually increase the temperature in the plasma cord 8, which is realized by ohmic heating of the plasma cord 8 by supplying a constant voltage to the negative 5 and positive 6 electrodes. The thermodynamic state of a plasma in a rarefied gaseous medium is determined only by energy losses from radiation. It is this loss factor that is eliminated in the proposed reactor design. Since the plasma filament 8 is located in the center of the cylindrical mirror, most of the thermal radiation from the plasma filament 8 returns to it. This method of conditional thermal insulation makes it possible to create the prerequisites for a rapid increase in the temperature in the plasma filament 8 to the temperatures at which the synthesis reactions begin. In addition, a gradual increase in the magnetic field strength in the magnetic systems 7 from top to bottom makes it possible to increase the compression force of the plasma column 8, i.e. to reduce the volume of the cross section of the plasma column 8, and, in accordance with gas analogies, to increase its temperature, which contributes to the onset of fusion reactions.

Что касается стабильности плазменного шнура 8, то она обеспечивается магнитными системами 7, расположенными вне вакуумной камеры 1. Магнитное поле проникает внутрь вакуумной камеры 1 и на токопроводящий плазменный шнур 8 по правилу левой руки оказывает воздействие, направленное к оси цилиндрической вакуумной камеры 1.As for the stability of the plasma filament 8, it is provided by magnetic systems 7 located outside the vacuum chamber 1. The magnetic field penetrates inside the vacuum chamber 1 and, according to the left-hand rule, the current-conducting plasma filament 8 is affected towards the axis of the cylindrical vacuum chamber 1.

В предлагаемом изобретении выполнение вертикального зеркала в виде жидкометаллического цилиндрического зеркала, кроме решения задачи повышения температуры плазменного шнура 8 за счет возврата части излучаемой энергии обратно плазменному шнуру 8, позволяет вывести выделившуюся теплоту из зоны ядерной реакции в зону теплотехнических преобразований и решить проблему утилизации высокотемпературного тепла.In the proposed invention, the implementation of a vertical mirror in the form of a liquid metal cylindrical mirror, in addition to solving the problem of increasing the temperature of the plasma filament 8 by returning part of the radiated energy back to the plasma filament 8, allows you to remove the released heat from the nuclear reaction zone to the zone of thermotechnical transformations and solve the problem of high-temperature heat utilization.

Для этого, жидкометаллический литий, нагретый в результате поглощения части теплового излучения и поглощения энергии осколков ядерных реакций, с помощью циркуляционного насоса 11 первого контура подается в контурный теплообменник 12, где эта теплота передается теплоносителю второго контура, например воде. Следует отметить, что осколки ядерных реакций воздействуют на стекающий вниз литий, а не на твердую облицовку внутренней поверхности 2 вакуумной камеры 1, выполненную, например, из молибдена. В случае, взаимодействие осколков деления с молибденом может вызвать загрязнение реагентов внутри камеры 1 и срыв реакций, протекающих внутри нее. Для предотвращения этой ситуации, в контур циркуляции между полостью сбора 3 лития и кольцевым эжектором 9 может быть встроено, например, устройство очистки, что позволит обеспечить стабильные условия для осуществления реакций ядерного синтеза внутри вакуумной камеры 1.To do this, liquid metal lithium, heated as a result of absorbing part of the thermal radiation and absorbing the energy of fragments of nuclear reactions, is fed to the loop heat exchanger 12 using the circulation pump 11 of the primary circuit, where this heat is transferred to the secondary coolant, for example, water. It should be noted that the fragments of nuclear reactions affect the lithium flowing down, and not on the hard lining of the inner surface 2 of the vacuum chamber 1, made, for example, of molybdenum. In the event that the interaction of fission fragments with molybdenum can cause contamination of the reagents inside chamber 1 and disruption of the reactions occurring inside it. To prevent this situation, for example, a purification device can be built into the circulation circuit between the lithium collection cavity 3 and the annular ejector 9, which will ensure stable conditions for the implementation of nuclear fusion reactions inside the vacuum chamber 1.

При достижении температур ядерного синтеза в вакуумной камере 1 в плазменном шнуре 8 происходит слияние ядер газообразных реагентов с выделением огромного количества высокотемпературного тепла. Контролировать тепловыделение можно двумя путями. Во-первых, задавая концентрацию дейтерия и трития в вакуумной камере 1, и, во-вторых, управляя условиями, необходимыми для существования реакций синтеза. Один из вариантов второго направления заключается в управлении продолжительностью реакции синтеза. Если начало реакции определяется многими факторами и является, по сути, случайным, фиксируемым скачком теплового излучения, то окончание однозначно определяется снятием постоянного напряжения с отрицательного 5 и положительного 6 электродов. При этом по плазменному шнуру 8 перестает протекать ток и перестают действовать силы, сдавливающие плазменный шнур 8. Расширяясь, плазма выбрасывается на литиевое покрытие внутренней стенки вакуумной камеры 1, испаряя часть лития и естественно охлаждаясь. Эти факторы: уменьшение концентрации и снижение температуры, неизбежно вызывают срыв реакции синтеза. Такой времяимпульсный принцип работы термоядерного реактора позволяет контролировать его тепловую мощность в требуемых пределах.Upon reaching the temperatures of nuclear fusion in the vacuum chamber 1 in the plasma cord 8, the nuclei of gaseous reagents merge with the release of a huge amount of high-temperature heat. Heat dissipation can be controlled in two ways. Firstly, by setting the concentration of deuterium and tritium in vacuum chamber 1, and, secondly, by controlling the conditions necessary for the existence of fusion reactions. One option for the second direction is to control the duration of the synthesis reaction. If the beginning of the reaction is determined by many factors and is, in fact, a random, fixed jump in thermal radiation, then the end is uniquely determined by removing the constant voltage from the negative 5 and positive 6 electrodes. In this case, the current stops flowing through the plasma filament 8 and the forces that compress the plasma filament 8 cease to act. Expanding, the plasma is ejected onto the lithium coating of the inner wall of the vacuum chamber 1, evaporating part of the lithium and naturally cooling. These factors: a decrease in concentration and a decrease in temperature, inevitably cause a breakdown of the synthesis reaction. Such a time-pulse principle of operation of a thermonuclear reactor makes it possible to control its thermal power within the required limits.

Повышение стабильности плазменного шнура достигается за счет создания в цилиндрической вакуумной камере хордообразных линий магнитного поля с нарастающей напряженностью в направлении сверху вниз и создания постоянного тока в плазменном шнуре.Improving the stability of the plasma column is achieved by creating chord-shaped lines of a magnetic field in a cylindrical vacuum chamber with increasing intensity in the direction from top to bottom and creating a direct current in the plasma column.

Повышение температуры плазменного шнура достигается за счет удержания шнура на оси цилиндрической камеры и в фокусе цилиндрического отражателя, обеспечивая возврат большей части теплового излучения назад плазменному шнуру.An increase in the temperature of the plasma column is achieved by keeping the column on the axis of the cylindrical chamber and at the focus of the cylindrical reflector, ensuring that most of the thermal radiation is returned back to the plasma column.

Выполнение вакуумной камеры в виде неподвижного вертикального цилиндра и введение кольцевого эжектора позволяет упростить конструкцию реактора за счет исключения механических элементов, приводящих во вращение вакуумную камеру, и снизить утечки дейтерия и трития из зоны синтеза за счет отсутствия подвижных уплотнений в конструкции.The implementation of the vacuum chamber in the form of a fixed vertical cylinder and the introduction of an annular ejector makes it possible to simplify the design of the reactor by eliminating the mechanical elements that rotate the vacuum chamber, and to reduce leakage of deuterium and tritium from the synthesis zone due to the absence of movable seals in the structure.

Использование изобретения позволяет снизить потери энергии от излучения с поверхности плазменного шнура на корпус вакуумной камеры, снизить утечки дейтерия и трития из зоны синтеза, утилизировать высокотемпературное тепло, упростить конструкцию.The use of the invention makes it possible to reduce energy losses from radiation from the surface of the plasma filament to the body of the vacuum chamber, to reduce the leakage of deuterium and tritium from the synthesis zone, to utilize high-temperature heat, and to simplify the design.

Claims (1)

Термоядерный реактор, содержащий вакуумную камеру, выполненную в виде полого цилиндра, внутренняя поверхность которого выстлана покрытием из пористого материала, смачиваемым расплавленным жидкометаллическим литием, и образующая цилиндрический отражатель, отрицательный и положительный электроды, расположенные в торцах вакуумной камеры и изолированные от вакуумной камеры, размещенные с внешней стороны вакуумной камеры пусковой подогреватель и магнитные системы, линии магнитного поля которых проникают внутрь вакуумной камеры и формируют воздействие на плазменный шнур в сторону оси цилиндрической вакуумной камеры, отличающийся тем, что снабжен расположенным в верхней части вакуумной камеры и над ее внутренней поверхностью кольцевым эжектором для подачи расплавленного жидкометаллического лития и формирования цилиндрического отражателя, а также полостью сбора жидкометаллического лития, нагреваемой пусковым подогревателем, соединенной трубопроводом через циркуляционный насос и контурный теплообменник с кольцевым эжектором, при этом вакуумная камера расположена вертикально, а магнитные системы образуют кольцевые группы вокруг вакуумной камеры и расположены в виде вертикальной укладки.A thermonuclear reactor containing a vacuum chamber made in the form of a hollow cylinder, the inner surface of which is lined with a coating of a porous material wetted by molten liquid metal lithium, and forming a cylindrical reflector, negative and positive electrodes located at the ends of the vacuum chamber and isolated from the vacuum chamber, placed with on the outer side of the vacuum chamber, a starting heater and magnetic systems, the lines of the magnetic field of which penetrate inside the vacuum chamber and form an effect on the plasma column towards the axis of the cylindrical vacuum chamber, characterized in that it is equipped with an annular ejector located in the upper part of the vacuum chamber and above its inner surface for supply of molten liquid metal lithium and formation of a cylindrical reflector, as well as a cavity for collecting liquid metal lithium, heated by a starting heater, connected by a pipeline through a circulation pump and loop heat an exchanger with an annular ejector, while the vacuum chamber is located vertically, and the magnetic systems form ring groups around the vacuum chamber and are arranged in a vertical stacking.
RU2021138928A 2021-12-27 Fusion reactor RU2775749C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2775749C1 true RU2775749C1 (en) 2022-07-07

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2812963C1 (en) * 2023-06-06 2024-02-06 Алексей Анатольевич Духанин Ceramic blanket module for fusion reactor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100985621B1 (en) * 2008-06-10 2010-10-05 한국원자력연구원 Cooling apparatus and nuclear fusion havning the same
CA2700614A1 (en) * 2010-04-16 2011-10-16 Dmytro Vyshnevsky Ultrasonic drive
US20120002773A1 (en) * 2010-05-17 2012-01-05 Innoven Energy Partners High-yield ICF containment chambers and power reactors
US20120014491A1 (en) * 2009-07-13 2012-01-19 Mike Deeth Nuclear fusion power plant having a liquid reactor core of molten glass that is made laseractive and functions as a tritium breeding blanket which is capable of acousticly compressing/confining fuel so that it radiates and triggers outgoing laser cascades that will reflect from the blast chamber's spherical inside wall and return like photonic Tsunamis, crushing, heating, and causing thermonuclear ignition of the fuel so that heat engines and piezoelectric harvesters can convert the released energy into electricity
RU173179U1 (en) * 2016-11-28 2017-08-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") DEVICE FOR PROTECTING THE WALLS OF THE VACUUM CAMERA OF THE TOKAMAK REACTOR DIVOR
RU2699243C1 (en) * 2018-09-25 2019-09-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Thermonuclear reactor
RU205721U1 (en) * 2020-07-09 2021-07-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" VACUUM CHAMBER OF THERMONUCLEAR REACTOR
RU207110U1 (en) * 2021-04-15 2021-10-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" ISOTOPE TRANSMUTATION BLANKET

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100985621B1 (en) * 2008-06-10 2010-10-05 한국원자력연구원 Cooling apparatus and nuclear fusion havning the same
US20120014491A1 (en) * 2009-07-13 2012-01-19 Mike Deeth Nuclear fusion power plant having a liquid reactor core of molten glass that is made laseractive and functions as a tritium breeding blanket which is capable of acousticly compressing/confining fuel so that it radiates and triggers outgoing laser cascades that will reflect from the blast chamber's spherical inside wall and return like photonic Tsunamis, crushing, heating, and causing thermonuclear ignition of the fuel so that heat engines and piezoelectric harvesters can convert the released energy into electricity
CA2700614A1 (en) * 2010-04-16 2011-10-16 Dmytro Vyshnevsky Ultrasonic drive
US20120002773A1 (en) * 2010-05-17 2012-01-05 Innoven Energy Partners High-yield ICF containment chambers and power reactors
RU173179U1 (en) * 2016-11-28 2017-08-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") DEVICE FOR PROTECTING THE WALLS OF THE VACUUM CAMERA OF THE TOKAMAK REACTOR DIVOR
RU2699243C1 (en) * 2018-09-25 2019-09-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Thermonuclear reactor
RU205721U1 (en) * 2020-07-09 2021-07-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" VACUUM CHAMBER OF THERMONUCLEAR REACTOR
RU207110U1 (en) * 2021-04-15 2021-10-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" ISOTOPE TRANSMUTATION BLANKET

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2812963C1 (en) * 2023-06-06 2024-02-06 Алексей Анатольевич Духанин Ceramic blanket module for fusion reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5041760A (en) Method and apparatus for generating and utilizing a compound plasma configuration
US5015432A (en) Method and apparatus for generating and utilizing a compound plasma configuration
CA2923259C (en) Method and system for inertial confinement fusion reactions
US3664921A (en) Proton e-layer astron for producing controlled fusion reactions
US20220117072A1 (en) Plasma confinement system with outer electrode having liquifiable material and methods for use
CN110326155A (en) Battery list pond with integrated steam chamber
US7479646B2 (en) Extreme ultraviolet source with wide angle vapor containment and reflux
Bacal et al. Metal vapor confinement in vacuum
CN102138045A (en) Liquid heater and liquid heating method
US20200118694A1 (en) Simple and Robust Method for Implosion of ICF Targets
RU2775749C1 (en) Fusion reactor
US4129772A (en) Electrode structures for high energy high temperature plasmas
US20060045228A1 (en) Dual-plasma fusion and fission fuel cells
EP0016037B1 (en) Method of and apparatus for producing a plasma configuration
RU2699243C1 (en) Thermonuclear reactor
CN101496111A (en) Method and system for controlled fusion reactions
JP7005069B1 (en) Plasma heating device
RU2687292C1 (en) Limiter
US4044117A (en) High temperature chemical reaction processes utilizing fluid-wall reactors
RU2821976C1 (en) Flow-through device for producing heat energy, hydrogen and oxygen
RU114107U1 (en) LASER ROCKET ENGINE
Ho et al. Two dimensional simulations of a radiation driven target with two sided illumination for heavy ion fusion
KR101279151B1 (en) Vertical cylindrical type hydrogen isotope storage vessels with a heat transfer acceleration mechanism
RU2408418C2 (en) Gas reactor
RU2009142081A (en) SECOND DEVICE BOGDANOV FOR A THERMONUCLEAR REACTOR