2013_117_12_Beklemishev (1248218)
Текст из файла
Статус программы ГДМЛ(ГазоДинамическая Многопробочная Ловушка)A.Д.Беклемишев,А.Аникеев, В.Астрелин, П.Багрянский, А.Бурдаков, В.Давыденко,Д.Гавриленко, А.Иванов, И.Иванов, М.Иванцивский, П.Калинин,И.Кандауров, Е.Колесников, С.Полосаткин, В.Поступаев, С.Синицкий,Ю.Трунев, И.Тимофеев, А.Хильченко, А.Шошин, Ю.Цидулко,ИЯФ СО РАН, НГУ, НГТУБ.Базылев, А.Губер, А.Кретер, И.Ландман, М.Тумм, Б.УнтербергFZJ (Jülich), KIT (Karlsruhe)Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-20131 / 33ПланСтатус открытых ловушек в термоядерных исследованиях;Цели программы ГДМЛ;Первый этап развития установки - ГДМЛ-Т;Дальнейшие этапы проекта ГДМЛ;Сотрудничество и финансированиеБеклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-20132 / 33Статус открытых ловушекСтатус открытых ловушекТермоядерные исследования на открытых ловушках ведутся в ИЯФ и вЯпонии, есть новая физика и постоянный прогресс;На результатах ГДЛ в 2009-10гг.
была попытка возродить программуоткрытых ловушек в США (провалилась);Международное “плазменное сообщество” сфокусировано на ИТЕР,открытым ловушкам отведена вспомогательная роль: признаётсяперспективность открытых систем в качестве стендов для исследованиявзаимодействия плазма-поверхность (PMI), признаётся возможностьсоздания крупномасштабных источников нейтронов на их основе;Исследования PMI нужны ИТЕР, поэтому создаются новые установки имодифицируется GAMMA-10 (Япония), первая стадия ГДМЛ, ГДМЛ-Т,также заявлена как стенд для PMI;Выбор материаловедческого нейтронного источника на западе сделан впользу ускорительной схемы, остаётся ниша испытанийкрупномасштабных элементов бланкета;Открытые системы могут быть альтернативой токамаку длятермоядерных циклов D-D, D-3 He (на что он не способен).Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-20133 / 33Horizon 2020 (that are outside the framework of the next EURATOM five-year programme)Статус открытых ловушекoccurs at the time of the completion of the ITER construction with a corresponding decreaseof funding from 397M€ /y in 2014-2018 to 115M€ /y in 2019-2020.Расходы ЕС на термоядерную программу (без ИТЕР)192M€AdministrationStellaratorEC proposal 125M€100M€0StellaratorTechnology R&Dfor ITER & DEMOAdministrationDivertor TokamakTest faciltiy (DTT)TrainingEarly neutronsourceTrainingEducationBasic researchEURATOMContractsofAssociation50M€AdministrationMedium sizedtokamaks andlinear devicesDivertor TokamakTest faciltiy (DTT)EarlyneutronsourceTrainingEducationBasic researchMedium sizedtokamaks andlinear devicesJT60 SAJET exploitationJET Orders andPriority SupportJET exploitationJETOperationContractJETOperationContractJETOperationContract2012Average2014-18Average2019-20JG12.356-11c151M€150M€Technology R&Dfor ITER & DEMOAverage distribution of European Commission resources among the various roadmap activities (outside the ITER construction)Беклемишев(ИЯФ)СтатусНаучная сессия ИЯФ-2013together withthe figure of 125M€in the European Commission proposalfor программыHorizon 202021ГДМЛ.4 / 33Статус открытых ловушекВозможные приложения открытых ловушекТермоядерный реактор (D-T, D-D, D-3 He) с улучшеннымихарактеристиками (меньшей единичной мощности, меньшей стоимостистроительства и эксплуатации, и пр., по сравнению с токамаком, вперспективе), Q > 10;Гибридный ядерно-термоядерный реактор или наработчик ядерноготоплива, Q > 1;Нейтронный источник - драйвер подкритического ядерного реактора илидожигателя ядерных отходов (ускорительные источники нейтроновимеют преимущество при Q < 15%);Нейтронный источник для материаловедения (для крупногабаритныхдеталей);Исследования воздействия плазмы с высокой плотностью мощности(>20 МВт/м2 ) на материалы для термоядерных и космическихисследований.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-20135 / 33Статус открытых ловушекПуть к реакторуПо сравнению с ГДЛ требуется увеличитьДлительность эксперимента (на девять порядков):5ms → 1sec → 100sec → 107 sec.Время удержания ионов (на три-пять порядков):1ms → 30ms → 1sec → 100sec.Электронную температуру (на один-два порядка):240eV → 1keV → 8keV → 20keV .Красным выделены целевые параметры проекта ГДМЛ (предDT-реакторные).
При позиционировании ГДМЛ как прототипа источниканейтронов, технологии должны быть рассчитаны на длительность какминимум 105 c.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-20136 / 33Статус открытых ловушекЗаявляемые преимущества линейных системПо сравнению с магистральным термоядерным направлением токамаками:Малый объём плазмы => меньшие кап. затраты, меньшаяминимальная мощность реактора;Демонстрация большого keff ;Подтверждение малого поперечного переноса;Работа с высоким β и малым km .Меньшая стоимость эксплуатации;Модульная система;Сниженные требования к конструкционным материалам.Возможность работать без трития (D-D, D-He3, и др.);Сепаратное удаление продуктов реакций;Чистая плазма, малые потери на излучение.Кроме продвижения к термоядерным параметрам плазмы, проектГДМЛ должен исследовать возможность реализации преимуществлинейных систем.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-20137 / 33Статус открытых ловушекМасштабируемость термоядерных установокРеакторы на основе линейных систем могут быть гораздо дешевле,Многопробочные системы пригодны для реакций без участия трития(для которых Q на два порядка меньше).∗QDT - отношение расчётной мощности термоядерной реакции DT к мощностипотерь.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-20138 / 33ЦелиЦели проекта ГДМЛГлавная цель – разработка термоядерного реактора на основе открытойловушки (в том числе для мало-нейтронного синтеза, dd и pB 11 ).Этапы:Разработка и тестирование критических технологий для режимов сдолгоживущей плазмой (τ ∼ 1 c): пучков, подпитки веществом,магнитной и вакуумной систем, систем управления и контроля;Достижение целей проекта “Водородный прототип” - потока и плотностипотока нейтронов (2 MВт/м2 в пересчёте на DT, QDT ∼ 2%, - этогодостаточно для создания материаловедческого нейтронного источника);Повышение эффективности удержания плазмы до QDT ∼ 10% за счётмногопробочности (нижний предел для драйвера подкритичного ЯР);Cоздание базы данных и скейлингов для проектирования прототипатермоядерного реактора;Замена существующих установок ИЯФ (ГОЛ-3 и ГДЛ) по текущимисследовательским программам и в качестве базы для подготовкикадров.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-20139 / 33ЦелиФизический и технический базисДостижения ГДЛ:Удержание плещущихся ионов с высоким β;Подавление конвекции вихревым удержанием и КЛР;Подавление электронных потерь расширителем, Te > 200эВ;Пинчевание быстрых ионов.Достижения ГОЛ-3:Технологии инжекции электронных пучков;Турбулентный нагрев электронов и подавление электроннойтеплопроводности;Многопробочное удержание при низкой плотности;Быстрый нагрев ионов;Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201310 / 33ЦелиФизический и технический базисОбщие преимущества открытых ловушекВысокое равновесное β;Стационарность равновесия;Модульный принцип строительства → гибкий дизайн.Новые идеиСовмещение принципов продольного удержания ГОЛ-3 и ГДЛ:электроны удерживаются электростатическим потенциалом как в ГДЛ, аионный поток подавляется многопробочной системой;Импульсно-периодическая инжекция электронных пучков длястимуляции рассеяния ионов и понижения средней мощности пучка.Асимметричный дизайн зоны удержания быстрых ионов.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201311 / 33ГДМЛ-ТЭтап ГДМЛ-ТИсследования взаимодействия плазмы с материалами (PMI);Разработка стационарных источников плазмы;Импульсно-периодическая инжекция электронных пучков;Работа со сверхпроводящими соленоидами и квазистационарнойплазмой.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201312 / 33ГДМЛ-ТСостояние разработки ГДМЛ-Т (ввод в 2015г.)Завершается конструирование секций сверхпроводящих многопробочныхсоленоидов;Составлены техзадания на конструирование основных систем;Составлен список крупных закупок.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201313 / 33ГДМЛ-ТИдёт подготовка зала ДОЛБеклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201314 / 33ГДМЛЭтап ГДМЛ-1(Модули ГДМЛ-Т+центральная ячейка с парой инжекторов.)Исследования PMI в плазме с горячими ионами;Изучение многопробочного удержания;Управление устойчивостью и удержанием с помощью электронныхпучков.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201315 / 33ГДМЛЭтап ГДМЛ-2(Модули ГДМЛ-1+соленоид накопления ионов+сглаживающиепробки+многпробочная секция.)Плазма с высоким β и плещущимися ионами, аналог ГДЛ, но сдлительным удержанием.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201316 / 33ГДМЛЭтап ГДМЛ-3(Модули ГДМЛ-2+2 соленоида накопления+2 многпробочные секции+2инжектора.)Должны быть достигнуты проектные параметры программы ГДМЛ(ниже);Для длительных разрядов потребуется дополнительный диверторныймодуль (пока не нарисован);По теории эффективность системы должна возрастать с длиной(линейно или квадратично), так что процесс строительства ГДМЛ вслучае успеха можно продолжить до всей длины зала.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201317 / 33ГДМЛПолностью сверхпроводящая магнитная системаРазрез ГДМЛ-2+Допускает длительные разряды;+Позволяет избежать проблем с сопряжением (тёплой) импульснойчасти и многопробочных соленоидов;+Новая система позволяет оптимизировать вакуумную камеру,инжекцию и магнитное поле;-Относительно дорогая, нет опыта работы.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201318 / 33ГДМЛТёплая магнитная система (план-Б)Ранний вариант ГДМЛ с использованием деталей “ВП” и “АМБАЛ”+Имеются детали вакуумной и магнитной системы;+Относительно дешёвая;-Получающаяся конфигурация не оптимальна (например, инжекциябудет под 30o );-Требует реконструкции генераторного зала;-Нет возможности расширения.Беклемишев (ИЯФ)Статус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201319 / 33ГДМЛПараметры установки ГДМЛ-3Длина центрального пробкотрона, Lc [м]Магнитное поле в точке инжекции, Bvac [T ]Пробочное отношение основного соленоида, kДлина гофрированных участков, Lmm [м]Пробочное отношение гофрировки, kmЧисло ячеек с каждой стороныАтомарная инжекцияУгол инжекции (А/Б)Электронные пучкиБеклемишев (ИЯФ)100.8851.3...2114x2.5 МВт10 MВт / 40 кэВ45/30o2x5 МВт10 MВт / 50кэВСтатус программы ГДМЛНаучная сессия ИЯФ-201320 / 33ГДМЛЦелевые параметры плазмыРадиус плазмы, a[cm]Эфф.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
