О возможности инициализации синтеза в малогабаритных установках с квадрупольными магнитными системами со сферической кумуляцией ударных магнитных волн в бланкетной конфигурации дискретов плазмы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье представлен обзор моделей решения проблемы управляемого ядерного синтеза, в том числе, в перспективе в малогабаритных установках с магнитными ловушками открытого типа, методика и технология получения и формирования электронно-управляемых потоков плазмы и ионов в магнитном поле. В работах авторов габариты такой установки электронно-управляемого плазменного электрического генератора ЭУПЭГ в опытно-промышленном варианте составляют длину до полутора метров, за счет группирования потоков дискретизацией с достижимой на сегодня для материалов частотой порядка 1 кГц, многопроходовостью в камере синтеза и в ловушках, заданием законов следования с обратной связью для потоков ионов в слоях плазмы в системах магнитных полях с большим градиентом. Теоретически моделируется обобщенный теоретический сценарий, в котором ударная волна вызывает быстрый прогрев области конвекционного смешивания, запуская процесс постоянного обмена энергией между нагретой смесью 11B–9Be и литиевой оболочкой и, проходя сквозь слой 11B–9Be, достигает геометрического центра магнитной ловушки, где будет поддерживаться небольшая сферическая полость – пузырек, необходимая для осуществления неограниченной сферической кумуляции на полости. Это приводит к стремительному возрастанию температуры и давления в области схлопывания пузырька, и делает возможным возрастание температуры до 108 К, что допускает запуск реакций термоядерного синтеза.

Об авторах

Артем Игоревич Сомов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Автор, ответственный за переписку.
Email: artem.somov.2002@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-4466-537X

студент Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева

Россия, Самара

Василий Борисович Свирков

Технологическая платформа «Атомные и субатомные технологии» (ТП «АиСТ»)

Email: tp-aist@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-3061-4476
SPIN-код: 2106-5461

главный инженер Технологической платформы «Атомные и субатомные технологии» (ТП «АиСТ»)

Россия, Самара

Виталий Владимирович Раденко

Научно-производственная компания «Новая Энергия»

Email: quasar_ltd@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-3353-2667
SPIN-код: 2499-4250

главный конструктор Научно-производственной компании «Новая Энергия»

Россия, Самара

Михаил Вячеславович Долгополов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева; Самарский государственный технический университет

Email: mikhaildolgopolov68@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8725-7831
SPIN-код: 2104-1911

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры общей и теоретической физики, заведующий совместной с РАН научно-исследовательской лабораторией математической физики Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева; доцент кафедры высшей математики Самарского государственного технического университета

Россия, Самара; Самара

Илья Владимирович Васильев

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Email: sinisterevil163@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-8688-897X

студент Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева

Россия, Самара

Александр Романович Багров

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Email: alexander.bagrov00@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1098-0300
SPIN-код: 1382-3827

студент Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева

Россия, Самара

Список литературы

  1. Миямото К. Основы физики плазмы и управляемого синтеза. М.: Физматлит, 2007. 424 с.
  2. Физика и технология источников ионов / под ред. Я. Брауна. М.: Мир, 1998. 496 с.
  3. Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. М.: Наука, 2004. 704 с.
  4. Форрестер А.Т. Интенсивные ионные пучки. М.: Мир, 1992. 358 с.
  5. Морозов А.И. Введение в плазмодинамику. М.: Физматлит, 2006. 576 с.
  6. Рютов Д.Д. Открытые ловушки // УФН. 1988. № 154. С. 565–614.
  7. Умаров Г.Я., Суяров Н., Баклицкий Б.Е. Изучение вращающейся плазмы // Докл. АН УзССР. 1967. № 12. С. 19–21.
  8. Умаров Г.Я., Алимов А.К., Баклицкий Б.Е. Плазмотрон с вращающимся плазменным кольцом. Доклады академии наук УзССР. 1967. № 9. С. 60–62.
  9. Bayborodov Yu.T., Ioffe M.S., Kanaev B.I. et al. Plasma physics and controlled nuclear fusion research // Conference Proceedings, Madison, 1971. IAEA. 1971. Vol. 2. P. 721.
  10. Coensgen F.H., Cummins W.F., Logan. B.G. et al. Stabilization of a neutral-beam—sustained, mirror-confined plasma // Phys. Rev. Lett. 1975. Vol. 35. Pp. 1501–1503.
  11. Рыжков С.В., Чирков А.Ю. Системы альтернативной термоядерной энергетики. М.: Физматлит, 2018. 200 с.
  12. Рыжков С.В. Обращенная магнитная конфигурация и приложения высокотемпературной плазмы FRC // Прикладная физика. 2010. № 1 С. 47–54.
  13. Dolgopolov M.V., Radenko V.V., Zanin G.G. et al. Electronically controlled plasma power devices for sustainable and environmentally friendly electric energy technologies // Advances in Engineering Research. 2022. Issue 210. Pp. 197–205.
  14. Раденко А.В., Раденко В.В., Долгополов М.В. Моделирование магнитодинамического течения управляемой плазмы // Неравновесные фазовые превращения: материалы III Международной научной конференции. Материаловедение. 2017. № 1 (1). С. 107–108.
  15. Долгополов М.В., Занин Г.Г., Овчинников Д.Е. и др. Электронно-управляемый плазменный электрический генератор. Патент на изобретение 2757666 C1, 20.10.2021. Заявка № 2021105186 от 01.03.2021. Бюл. № 29. 20.10.2021.
  16. Callaghan E.E., Maslen S.H.The magnetic field of a finite solenoid // NASA Technical Note. 1960.
  17. Martín-Luna P., Gimeno B., González-Iglesias D. et. al. On the magnetic field of a finite solenoid // IEEE Transactions on Magnetics. 2023. Vol. 59. Issue 4.
  18. Долгополов М.В., Занин Г.Г., Раденко А.В. и др. Математическое моделирование ионного многофазного потока в плазменном электрическом синтез-генераторе. Математическое моделирование и краевые задачи // Материалы XI Всероссийской научной конференции с международным участием. В 2 т. Т. 1. Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2019. С. 258–263.
  19. Akimchenko A., Chepurnov V., Dolgopolov M. et al. Betavoltaic device in por-SiC/Si C-nuclear energy converter // EPJ Web of Conferences. 2017. Vol. 158. Vol. 158.
  20. Безродный Ю.Г., Бомко В.А. Динамика частиц в линейном ускорителе многозарядных ионов: обзор по дан. отеч. и зарубеж. печати / Госком по использ. атом. энергии СССР, ЦНИИ информ. и техн.-экон. исслед. по атом. науке и технике. 1988.
  21. Григорьев Ю.В., Новиков-Бородин А.В. Активируемые ядерные реакции в литий- или бор-бериллиевой смеси и гибридные энергетические системы на их основе. Препринт ИЯИ РАН 1425/2016.
  22. Яньков В.В. Аттракторы и инварианты вмороженности в турбулентной плазме // УФН. 1997. № 167. С. 499–516.
  23. Чукбар К.В. Лекции о явлениях переноса в плазме. Долгопрудный: Интеллект, 2008.
  24. Космическая техника / под ред. Г. Сейферта. М.: Наука, 1964. 728 с.
  25. Забабахин Е.И., Забабахин И.Е. Явления неограниченной кумуляции. М.: Наука, 1988. 342 с.
  26. Халитова Т.Ф. Деформация ударных волн в пузырьке при его сильном сжатии // Вестник нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 4-5. С. 2561–2563.
  27. Биченков Е.И. Две альтернативы магнитной кумуляции прикладная механика и техническая физика // Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН. 2000. Т. 41. № 5.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема установки

Скачать (117KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Плазма-динамический генератор

Скачать (252KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема последовательности работы магнитооптического формирователь-накопителя

Скачать (451KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Расположение магнитных квадрупольных линз

Скачать (222KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Соленоид

Скачать (27KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Суперпозиция полей в магнитной квадрупольной линзе

Скачать (52KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Поля соленоида и квадрупольной линзы

Скачать (210KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Поток вектора магнитного поля

Скачать (153KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Пространственное распределение поля системы соленоид + квадрупольная линза + соленоид

Скачать (272KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Микротоки

Скачать (194KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Графики распределений

Скачать (150KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Зависимости концентраций. Распределение концентрации в плоскости XY

Скачать (180KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Иллюстрация объемной конфигурации плазмы и дискретизации

Скачать (122KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Осциллограммы плотностей: n̄(t) – средняя плотность плазмы; n(t), n0(t) – плотность плазмы и нейтрального газа вблизи внутреннего лайнера; Ut(t) – полное напряжение

Скачать (56KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Иллюстрация примера последовательности управления дискретизацией потоков

Скачать (152KB)
Метаданные
17. Рис. 16. Радиальные профили плотности плазмы и нейтрального газа в режиме U = 360 кВ: n(r) – плотность плазмы: 1 – эксперимент (t = 200 мкс), 2 – расчет при D = 0, n0(r) – эксперимент, 3 – расчет при D = 106 см2с–1, n0(r) = const, n0(r) – плотность нейтрального газа; 4 – эксперимент; 5 – расчет

Скачать (85KB)
Метаданные
18. Рис. 17. Схема конфигурации плазмы для тройного бланкета

Скачать (329KB)
Метаданные
19. Рис. 18. Схема конфигурации плазмы для тройного бланкета и перечень реакций

Скачать (89KB)
Метаданные
20. Рис. 19. Зависимость давления плазмы от расстояния до оси поверхности магнитов

Скачать (34KB)
Метаданные
21. Рис. 20. Конструкция разрядной трубы с конденсатором для ударного нагрева плазмы

Скачать (70KB)
Метаданные
22. Рис. 21. Обратная зависимость температуры от расстояния до оси магнитной ловушки

Скачать (32KB)
Метаданные
23. Рис. 22. Эволюция характеристики несферичности кумуляции пузырька

Скачать (36KB)
Метаданные


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».