C.В. Рыжков, А.Ю. Чирков
4
Рассматривается конфигурация мишени в виде аксиально-
симметричной открытой ловушки с магнитными «пробками» — так
называемого пробкотрона. С технической точки зрения значительное
преимущество пробкотрона заключается в его простоте
.
Кроме того,
аксиальная симметрия снимает проблему неоклассического переноса.
Для стационарных и квазистационарных открытых систем суще-
ственными являются проблемы стабилизации характерных магнито-
гидродинамических и кинетических неустойчивостей. Импульсный
характер магнитно-инерциальных режимов снимает эти проблемы. За
характерные для МИТС времена удержания магнитогидродинамиче-
ские неустойчивости не успевают развиваться. Турбулентный транс-
порт, вызываемый кинетическими неустойчивостями, имеет суще-
ственно более низкую интенсивность по сравнению с потерями вдоль
магнитных силовых линий. Таким образом, эффективность удержа-
ния частиц и энергии в открытых ловушках определяется классиче-
скими продольными потерями, что ограничивает возможности ста-
ционарных систем. При временах удержания, характерных для
МИТС, роль продольных потерь в энергобалансе плазмы снижается,
что связано с высокой плотностью плазмы и соответственно с высо-
кими магнитными полями. В настоящей работе рассматриваются та-
кие режимы, в которых время продольных потерь сопоставимо или
превышает время инерционного разлета плазмы.
Термоядерные режимы квазистационарной аксиально-симмет-
ричной открытой ловушки, для которых определяющими являются
продольные потери, рассматривались в работах [1, 2]. Особенность
этих режимов — мощная инжекция быстрых частиц в плазму. Как
показало моделирование, режимы с плазменным коэффициентом
усиления мощности в плазме
Q
pl
≈
1 (
Q
pl
— отношение термоядерной
мощности к поглощенной мощности внешнего нагрева) могут быть
реализованы в сравнительно компактной системе. Такая система по
размерам сопоставима с существующими экспериментальными уста-
новками открытого типа, такими как, например, газодинамическая
ловушка (ГДЛ) [3]. Отметим, что мощная инжекция в этих системах
способствует формированию положительных потенциальных барье-
ров на торцах открытой системы, что, в свою очередь, улучшает про-
дольное удержание. Принципиальным отличием рассматриваемых
здесь магнитно-инерциальных режимов является высокая плотность
плазмы и соответственно высокая плотность энергии. Нагрев плазмы
в режиме МИТС также осуществляется принципиально иным спосо-
бом — за счет сжатия.
Основная цель настоящего исследования — проанализировать,
при каких условиях в системе МИТС на основе открытой ловушки
могут быть реализованы режимы с
Q
pl
≈
1, что необходимо для
