Магнитное удержание плазмы

Магнитное удержание, магнитная ловушка — один из способов долговременного сохранения плазмы в стабильном состоянии без её контакта с поверхностью ёмкости, в которой она содержится. Для магнитного захвата плазмы используется торообразная конфигурация магнитного поля в токамаках или конфигурация магнитного зеркала. Также магнитное удержание плазмы используется в комбинированных магнитно-электростатических ловушках-поливеллах.

Принцип действия

Учитывая поведение плазмы в магнитном поле, она рассматривается как проводящая среда, расположенная в магнитном поле, и как движение иона в магнитном поле. При движении в магнитном поле ион движется по спиральной линии вокруг линий магнитного поля, что ограничивает его движение в направлении, перпендикулярном магнитному полю.

Магнитное удержание в установках термоядерного синтеза

Для получения термоядерного синтеза реагирующие ядра должны иметь высокие скорости, соответствующие высокой температуре плазмы. Плазма с такой высокой температурой не может храниться в сосуде, поскольку любой существующий материал моментально испарится при контакте с плазмой.

Магнитные ловушки плазмы являются наиболее распространённым средством достижения управляемого синтеза и широко используется для удержания топлива до момента начала ядерных реакций без его контакта с поверхностью установки.
Альтернативным способом может служить инерционное электростатическое удержание плазмы, но магнитное удержание лучше изучено и технологически разработано и считается более перспективным с точки зрения производства энергии.

В настоящее время во Франции строится 500-мегаваттная тепловыделяющая электростанция на основе геометрии токамаков с магнитным удержанием (см. ИТЭР). Также рассматриваются альтернативные геометрии и методы, объединяющие оба метода улавливания плазмы — реакторы с поливеллами.

См. также

• Электростатическое удержание плазмы
• Поливелл

Литература

• Арцимович Л. А. Управляемые термоядерные реакции. — М.: Физматлит, 1961. — 467 с.
• Котельников И. А. Лекции по физике плазмы. Том 1: Основы физики плазмы. — 3-е изд. — СПб.: Лань, 2021. — 400 с. — ISBN 978-5-8114-6958-1.
• Котельников И. А. Лекции по физике плазмы. Том 2: Магнитная гидродинамика. — 3-е изд. — СПб.: Лань, 2021. — 446 с. — ISBN 978-5-8114-6933-8.

• Е.П. Велихов; С.В. Мирнов.: Управляемый термоядерный синтез выходит на финишную прямую  (неопр.) (PDF). Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований. Российский научный центр «Курчатовский институт».. ac.ru. — Популярное изложение проблемы. Дата обращения: 8 августа 2007. Архивировано из оригинала 4 января 2007 года.
• К. Ллуэллин-Смит. На пути к термоядерной энергетике - материалы лекции, прочитанной 17 мая 2009 года в ФИАНе
• Грандиозный эксперимент по термоядерному синтезу проведут в США - статья про NIF, 31.03.2009 /вебархив/
• Семенов И. Энергетика будущего: управляемый термоядерный синтез. Что такое термоядерный реактор ИТЭР и почему так важно его создание? - научно-популярная лекция, прочитанная в 2008 году в ФИАНе (видео)

Эта страница в последний раз была отредактирована 9 февраля 2024 в 06:11.