Publication: Инжекционная доставка криогенных топливных мишеней с помощью левитации в лазерный фокус действующих установок ИТС
Дата
2025
Авторы
Александрова, И. В.
Агапов, М. Н.
Акунец, А. А.
Корешева, Е. Р.
Никитенко, А. И.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
Представлены результаты исследований в области построения бесконтактного ускорителя криогенных топливных мишеней (КТМ) с использованием ВТСП-МАГЛЕВ-технологий, предложенных в Физическом институте им. П.Н.Лебедева РАН. Цель проводимых исследований – инжекционная доставка КТМ с помощью левитирующего ВТСП-носителя в мишенную камеру для взаимодействия с лазерным излучением на установках среднего и мегаджоульного уровня. Для будущего реактора инерциального термоядерного синтеза (ИТС) необходимо ускорять КТМ до высоких скоростей инжекции (200 – 400 м/с при радиусе мишенной камеры ~6 м), чтобы составляющие её элементы (особенно это касается криогенного слоя) не разрушались под действием теплового излучения от горячих внутренних стенок мишенной камеры (Tch ~ 1758 K). Кроме того, для достижения требуемого сжатия топлива КТМ должна быть бесподвесной с целью обеспечения сферически-симметричного облучения лазером. Это является принципиальным условием, которое позволит осуществить инжекционную доставку КТМ в зону термоядерного горения с требуемой частотой 5 – 10 Гц и сохранить качество криогенного топливного слоя вплоть до момента облучения КТМ. Нами проведено теоретическое и экспериментальное моделирование условий инжекционной доставки КТМ для действующих установок ИТС. Показано, что при температуре стенок мишенной камеры Тсh = 300 K и радиусе камеры в диапазоне 1 – 5 м скорость инжекции vinj, при которой исключено тепловое разрушение КТМ, составляет 3.2 – 17 м/с. Для достижения указанных значений параметров в ФИАНе создаётся левитационный ускоритель КТМ, чтобы исключить её нагрев также и на стадии ускорения за счёт механического трения, поскольку допустимые отклонения по температуре КТМ не должны превышать 100 мK. На основании полученных результатов планируется провести первые эксперименты по бесконтактному ускорению ВТСП-носителя с КТМ, последующему его торможению и инжекции КТМ в лазерный фокус на действующей в ФИАНе лазерной установке ГАРПУН
Описание
Ключевые слова
Инжекционная доставка , Высокотемпературные сверхпроводники , Магнитно-левитационные технологии , Криогенные топливные мишени , Инерциальный термоядерный синтез
Цитирование
Инжекционная доставка криогенных топливных мишеней с помощью левитации в лазерный фокус действующих установок ИТС / Александрова И. В. [и др.] // Квантовая электроника.-2025.-55.-2.- С.102-115