Главная Каталог статей Физика Теплофизика и теоретическая теплотехника

Сравнительный анализ различных вариантов магнитно-инерционного термоядерного синтеза

Авторы: Батрак Н.В., Копалейшвили Н.Г.
Опубликовано в выпуске: #6(71)/2022
DOI: 10.18698/2541-8009-2022-6-807
Раздел: Физика \| Рубрика: Теплофизика и теоретическая теплотехника
Ключевые слова: магнитно-инерционный термоядерный синтез, термоядерная установка, лайнер, драйвер, мишень, энергетическая установка, лазерный драйвер, плазменные струи
Опубликовано: 17.08.2022

Выполнен сравнительный анализ различных вариантов магнитно-инерционного термоядерного синтеза. Описаны некоторые эксперименты, которые проводят на установках, используемых при магнитно-инерционном удержании плазмы. Представлена информация о таких устройствах, как NIF, OMEGA, OMEGA EP и Z-Machine. Определены основные теплофизические параметры установок, оснащенных лазерами с высокой энергией импульса и высокоскоростными плазменными струями. Показано, что современные термоядерные установки, как и разрабатываемые, могут быть использованы для широкого круга исследований и направлений. Представлена информация о новейших концептах термоядерных установок, предназначенных для магнитно-инерционного термоядерного синтеза.

Литература

[1] Рыжков С.В., Чирков А.Ю. Системы альтернативной термоядерной энергетики. М., Физматлит, 2017.

[2] Chirkov A.Yu., Ryzhkov S.V., Bagryansky P.A. et al. Fusion modes of an axially symmetrical mirror trap with the high power injection of fast particles. Plasma Phys. Rep., 2012, vol. 38, no. 13, pp. 1025–1031. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063780X12080090

[3] Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V. Calculation of plasma dynamic parameters of the magneto-inertial fusion target with combined exposure. Phys. Plasmas, 2019, vol. 26, no. 9, art. 092704. DOI: https://doi.org/10.1063/1.5109830

[4] Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V. Plasma dynamics modeling of the interaction of pulsed plasma jets. Phys. Atom. Nuclei, 2018, vol. 81, no. 10, pp. 1460–1464. DOI: https://doi.org/10.1134/S106377881811011X

[5] Mozgovoy A.G., Romadanov I.V., Ryzhkov S.V. Formation of a compact toroid for enhanced efficiency. Phys. Plasmas, 2014, vol. 21, no. 2, art. 022501. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4863452

[6] Клименко Г.К., Кузенов В.В., Ляпин А.А. и др. Расчет, моделирование и проектирование генераторов низкотемпературной плазмы. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021.

[7] Barnak D.H., Davies J.R., Betti R. et al. Laser-driven magnetized liner inertial fusion on OMEGA. Phys. Plasmas, 2017, vol. 24, no. 5, art. 056310. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4982692

[8] Thio Y.C.F, Witherspoon F.D. Coaxial plasma gun development for plasma–jet driven magneto-inertial fusion (PJMIF). Annual Meeting of the Division of Plasma Physics of American Physical Society, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.35470.82241

[9] Thio Y.C.F., Hsu S.C., Witherspoon F.D. et al. Plasma-jet driven magneto-inertial fusion. Fusion Sci. Technol., 2019, vol. 75, no. 7, pp. 581–598. DOI: https://doi.org/10.1080/15361055.2019.1598736

[10] Spaeth M.L., Manes K.R., Kalantar D.H. et al. Description of the NIF laser. Fusion Sci. Technol., 2016, vol. 69, no.1, pp. 25–145. DOI: https://doi.org/10.13182/FST15-144

[11] Yager-Elorriaga D.A., Gomez M.R., Ruiz D.E. et al., An overview of magneto-inertial fusion on the Z machine at Sandia National Laboratories. Nucl. Fusion, 2022, vol. 62, no. 4, art. 042015. DOI: https://doi.org/10.1088/1741-4326/ac2dbe

[12] Wurden G.A., Hsu S.C., Intrator T.P. et al. Magneto-inertial fusion. J. Fusion Energ., 2016, vol. 35, no. 1, pp. 69–77. DOI: https://doi.org/10.1007/s10894-015-0038-x

[13] Lobner P. The fork in the road to electric power from fusion. HyperJet Fusion Corporation, 2021.

[14] Clynes T. A pinch of fusion: Zap Energy’s new Z-pinch reactor will demonstrate a simpler approach to an elusive goal. IEEE Spectrum, 2022, vol. 59, no. 1, pp. 54–55. DOI: https://doi.org/10.1109/MSPEC.2022.9676354

[15] Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V. Estimation of the neutron generation in the combined magneto-inertial fusion scheme. Phys. Scr., 2021, vol. 96, no. 12, art. 125613. DOI: https://doi.org/10.1088/1402-4896/ac2543

[16] Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V. The qualitative and quantitative study of radiation sources with a model configuration of the electrode system. Symmetry, 2021, vol. 13, no. 6, art. 927. DOI: https://doi.org/10.3390/sym13060927

[17] Кузенов В.В., Рыжков С.В. Численное моделирование взаимодействия мишени магнитно-инерциального термоядерного синтеза с плазменным и лазерным драйверами. ТВТ, 2021, т. 59, № 4, с. 492–501. DOI: https://doi.org/10.31857/S0040364421040141