Особенности реакций синтеза при столкновениях ускоренных дейтронов в плазме
Авторы: Долганов В.В., Чирков А.Ю.
Опубликовано в выпуске: #8(56)/2016
DOI: 10.18698/2308-6033-2016-8-1523
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Рассмотрена возможность получения высокого выхода нейтронов из дейтериевой плазмы при наличии значительной популяции быстрых частиц. Высокую долю быстрых дейтронов предлагается поддерживать мощным пучком нейтральных атомов дейтерия. При этом скорость ядерных реакций синтеза в дейтерии возрастает на порядок по сравнению с максвелловской плазмой и существенно снижаются требования к параметрам системы магнитного удержания такой плазмы. Выполнены оценки скорости реакции с учетом неравновесной функции распределения ядер дейтерия по скоростям. Показано, что для достижения коэффициента усиления мощности в плазме Q=1 энергия инжектируемых атомов дейтерия должна составлять около 2 МэВ. Такую систему можно рассматривать как источник термоядерных нейтронов для перспективных гибридных энергетических систем типа синтез - деление. Преимущество рассмотренного подхода заключается в отсутствии необходимости воспроизводства трития.
Литература
[1] Moir R.W., Manheimer W. Fusion-Fission Hybrid Reactors. Magnetic Fusion Technology, Series оп Lecture Notes in Energy, 2013, vol. 19, pp. 699-472.
[2] Чирков А.Ю. Энергетическая эффективность альтернативных термоядерных систем с магнитным удержанием плазмы. Ядерная физика и инжиниринг, 2013, т. 4, с. 1050-1059.
[3] Chirkov A.Yu. Optimal Parameters of Fusion Neutron Sources with Powerful Injection Heating. Journal of Fusion Energy, 2015, vol. 34, pp. 528-531.
[4] Chirkov A.Yu., Khvesyuk V.I. Analysis of D-3He/catalyzed D-D plasma as a Source of Fusion Power. Fusion Technology, 2001, vol. 39, no. 1T, pp. 406-409.
[5] Хвесюк В.И., Чирков А.Ю. Малорадиоактивный D-3He термоядерный топливный цикл с самообеспечением 3He. Письма в ЖТФ, 2001, т. 27, № 16, с. 47-53.
[6] Чирков А.Ю. О возможности использования D-3He-цикла с наработкой 3He в термоядерном реакторе на основе сферического токамака. Журнал технической физики, 2006, т. 76, № 9, с. 51-54.
[7] Чирков А.Ю., Веснин В.Р., Долганов В.В. Нейтронный выход из дейтериевой плазмы. Сб. науч. тр. XLIII Междунар. конф. по физике плазмы и УТС. Москва, ЗАО НТЦ "ПЛАЗМАИОФАН", 2016, с. 76.
[8] Хвесюк В.И., Чирков А.Ю. Анализ топливных циклов для альтернативных термоядерных реакторов. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез, 2000, № 3, с. 28-35.
[9] Chirkov A.Yu. Evaluation of the Operational Parameters for NBI-driven Fusion in Low-gain Tokamak with Two-component Plasma. Nuclear Fusion, 2015, vol. 55, 113027 (8 p.).
[10] Chirkov A.Yu. Low Radioactivity Fusion Reactor Based on the Spherical Tokamak with a Strong Magnetic Field. Journal of Fusion Energy, 2013, vol. 32, no. 2, pp. 208-214.
[11] Чирков А.Ю., Хвесюк В.И. К расчету функций распределения высокоэнергетичных ионов по скоростям. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез, 2003, вып. 1, с. 55-65.
[12] Хвесюк В.И., Чирков А.Ю. Производство энергии в амбиполярных реакторах с D-T, D-3He и D-D топливными циклами. Письма в ЖТФ, 2000, т. 26, № 21, с. 61-66.
[13] Bosh H.-S., Hale G.M. Improved Formulas for fusion Cross-sections and Thermal Reactivities. Nuclear Fusion, 1992, vol. 32, pp. 611-631.
[14] Пистунович В.И. Некоторые задачи токамака с инжекцией быстрых нейтралов. Физика плазмы, 1976, вып. 2, № 1. с. 3-29.