Прямое преобразование энергии облаков лазерной и термоядерной плазмы в электрическую при их разлете в магнитном поле
Ю. П. Захаров, А. В. Мелехов, В. Г. Посух, И. Ф. Шайхисламов
Институт лазерной физики СО РАН, 630090 Новосибирск
Аннотация
Рассмотрены физические и
электротехнические основы перспективного
метода прямого преобразования
кинетической энергии разлетающегося
облака плазмы в электрическую за счет
индуктивной генерации токов в замкнутых
нагрузочных витках, охватывающих плазму
и ориентированных поперек внешнего
магнитного поля. В результате анализа
процессов торможения плазмы магнитным
полем и передачи ее энергии в
индуктивную нагрузку получены общий вид
решения задачи и ее безразмерные
параметры, определяющие радиус
торможения, ток витка и теоретическое
значение КПД такого преобразования.
Оценена роль основных физических
эффектов, в том числе паразитных
(неустойчивости и джоулев нагрев
плазмы), влияющих на реальную величину
КПД. На основе сравнения полученных
результатов с данными экспериментов,
проведенных на стенде КИ-1 с облаками
лазерной плазмы, и результатами
известных численных расчетов показано,
что в оптимизированном варианте
рассматриваемого метода преобразования
энергии лазерного термоядерного синтеза
может быть достигнута эффективность до
30 %.
|
