Пенгом и Страйклером [29] были подмечены потенциальные теоретические преимущества сферического токамака, в котором аспектное отношение А = R/a близко к единице. Предсказанные преимущества включают в себя большую вытянутость сечения плазмы (ks ~ 2), большое тороидальное /3 при таком же, как у обычного токамака, качестве удержания. Эти предположения были проверены экспериментально, в частности, на установке START[30] в Калэме (R/a « 0,3/0,28 = 1,31, Ip « 0,25 МА, В\ ~ 0,15 Т). Тороидальное C достигло 40%, а наблюдаемое время удержания соответствует скейлингу стандартных токама- ков. Выполнены также эксперименты на сферических токамаках Глобус-М (ФТИ им. Иоффе), Pegasus (Мэдисон), TST (Токио), TS-3 (Токио). В 1999-2000 гг. начались эксперименты [31] на сферических токамаках следующего поколения MAST (Калэм) и NSTX (Принстон). Обсуждаются выгоды реактора на основе компактного токамака [32]. Довольно интенсивно развиваются системы удержания плаз- плазмы, основанные не на токамаках. Эксперименты на стеллара- торах перешли от маленьких установок (Wendelstein lib, Clasp, Uragan-1, L-l, JIPP-I, Heliotron D) к довольно большим (Wendel- (Wendelstein VIIA, Cleo, Uragan-2, L-2, JIPP T-II, Heliotron E). Плазма с Те ~ Tj от нескольких сотен эВ до 1 кэВ и с пе выше, чем 1013 см", поддерживается только нейтральной инжекцией без омического нагрева. Кроме того, на установках WVIIA и He- Heliotron Епоказана возможность работы в стационарном режиме. На стеллараторах Heliotron E, CHS, ATF и WVII AS были изу- изучены скейлинги времени удержания бестоковой плазмы. В 1998 г. начаты эксперименты на японском стеллараторе LHD (Large Helical Device) [33], и еще одна большая установка — WVII-X— в данный момент строится в г. Грайфсвальд, Германия. Устойчивая работа пинча с обращенным полем (RFP) была обнаружена на установке ZETA в 1968 г. незадолго до ее закры- 1) Летом 2005 г. страны — участники проекта пришли к соглашению о со- сооружении установки ИТЭР на территории атомного центра Кадараш во Фран- Франции. Стоимость проекта — около 5 млрд долларов, начало работы установки запланировано на 2016 г. К 2006 г. к проекту присоединились Китай, Южная Корея и Индия. — Примеч. ред. Гл. 15. История термоядерных исследований 273 тия. В 1974 г. Дж. Б. Тейлор обратил внимание на то, что конфи- конфигурация RFP — это состояние с минимумом энергии при условии сохраняющейся спиральности магнитного поля (см. разд. 17.1). Эксперименты с RFP проводились на установках НВТХ-1В, ЕТА-ВЕТА 2, TPE-1RM, TPE-1RM15, TPE-1RM20, ZT-40M, ОНТЕ, REPUTE-1, STP-3M, MST. Полученное среднее значение ft ~ 10-15%. На ZT-40M было показано, что конфигурацию RFP можно поддерживать так называемым динамо-эффектом все вре- время, пока есть плазменный ток A982). Следующим шагом стали проекты RFX и TPE-RX, которые разрабатываются в настоящий момент. Продолжались исследования на сферомаках S-l, CTX и СТСС-1, а также конфигураций с обращенным полем (FRC) — на установках FRX, TRX, LSX, NUCTE и PIACE. Что касается открытых ловушек, то в 1976 г. на установ- установке 2ХПВ удерживалась плазма с ионной температурой 13кэВ и пте х 1011 см~3-с. Однако было совершенно необходимо пода- подавить концевые потери. В 1976-1977 гг. была предложена концеп- концепция амбиполярной (тандемной) магнитной ловушки, в которой концевые потери подавляются электростатическим потенциалом. Типичными представителями амбиполярных ловушек являются установки ТМХ, TMX-U и GAMMA-10. Избежать концевых по- потерь можно также, замкнув в тор большое число пробкотронов, что было проделано на установках ЕВТ и NBT. Исследования в области инерционного удержания продвину- продвинулись далеко вперед в экспериментах по обжатию мишени свето- световым пучком лазера на неодимовом (Nd) стекле. На установках Gekko XII C0 кДж, 1 не, 12 лучей), Nova A00 кДж, 1 не, 10 лучей), Omega XD кДж, 1 не, 24 луча), и Octal B кДж, 1 не, 8 лучей) исследуют обжатие лазерным излучением с длиной вол- волны Л = 1,06 мкм и на более высоких гармониках с А = 0,53 мкм и 0,35 мкм. Было показано, что более короткие длины волн предпочтительнее из-за лучшего поглощения и меньшего нагрева ядра мишени. В 1990 г. в экспериментах по обжатию мишени лазерным пучком была получена плазма высокой плотности (в 200-600 раз выше плотности твердого тела). Основываясь на результатах экспериментов на установке Nova, Ливерморская лаборатория создает новую установку NIF (National Ignition Fa- Facility^, 35]) A,8 МДж, 20 не, 0,35 мкм, 192 луча, система лазеров на неодимовом стекле).
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Альтернативные подходы» з дисципліни «Основи фізики плазми і керованого синтезу»
