close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

(5384 Kb). - Институт Ядерной Физики им.Г.И.Будкера СО РАН

код для вставкиСкачать
Состояние проекта ГДМЛ и
развитие инжекторной
программы Института
А.Д.Беклемишев, А.В.Бурдаков, А.А. Иванов
Научная сессия ИЯФ, 2014
Ловушки с магнитными пробками -1954
Г.И.Будкер
Р.Пост
Преимущества и недостатки
открытых ловушек
• Простая осесимметричная
геометрия магнитов
• Удержание плазмы с 1
• Естественное удаление
продуктов реакции (He)
• Стационарный режим
работы
• Отсутствие срывов
• Время удержание мало и
слабо (логарифмически)
зависит от пробочного
отношения – малый
коэффициент усиления Q
• Удержание может
ухудшаться вследствие
развития неустойчивостей,
связанных с анизотропией
ионов
• В осесимметричной
ловушке может развиваться
быстрая желобковая
неустойчивость
• Контакт с торцами может
вызывать сильное
охлаждение плазмы
Открытые ловушки - развитие
•
Уменьшение продольных потерь плазмы за счет
–
–
–
–
•
МГД-устойчивые осесиметричные конфигурации
–
–
–
–
–
•
Вращения плазмы
Создания пиков амбиполярного потенциала
Увеличения пробочного отношения
Многопробочного удержания
Стабилизация обратным градиентом давления
Градиентом давления высокочастотного поля
Средний Min-B
Обращение поля
Стабилизация широм вращения
Переход к удержанию плазмы с малой анизотропией
(амбиполярная, газодинамическая и многопробочная ловушки)
Применения открытых ловушек
 Термоядерный реактор с улучшенными характеристиками, в том числе на
перспективных топливах (D-3He, p-B….), Q>10
 Гибридный реактор-наработчик топлива, Q>1
 Нейтронный источник – драйвер подкритического ядерного реактора или
дожигателя радиактивных отходов, Q>0.1
 Нейтронный источник для материаловедения, Q0.02
 Испытание материалов под воздействием мощных потоков
плазмы – 101000МВт/кв м
Цели и этапы проекта ГДМЛ
Физико-технический базис проекта
ГДМЛ и развитие открытых ловушек
ГДМЛ- параметры
Первый этап –ГДМЛ-Т
Оценочная
стоимость – ок. 300 млн. руб
Бобина прототипа
катушки соленоида
(февраль 2014, брак)
Схема модуля СПсоленоида. 1 криогенный
объем, 2корпус катушки
СП-соленоида, 3 тепловые
экраны, 4 стенка
вакуумной камеры, 5
криокулеры, 6 одно из
мест крепления
кевларового троса, 7
внутренняя стенка
вакуумной камеры с
водяным охлаждением
Развитие инжекторов атомарных и ионных
пучков в ИЯФ для различных применений
для плазменных установок

Поддержание тока в плазме

Нагрев плазмы, увеличение скорости реакции

Стабилизация неустойчивостей
основные характеристики:

Пучки низкой энергии (до 120кэВ): изменяемая энергия частиц: полная
мощность более 20 МВт, длительность: 5 мс - 100 сек

Пучки высокой энергии (0.5 - 1МэВ): полная мощность до 30МВт, длительность
до 3600 сек
Другие применения
 Ускорительные источники нейтронов, гамма излучения
 Инжекторы для ионных ускорительно/накопительных комплексов
 Имплантеры
Инжектор пучка быстрых атомов водорода для источника
поляризованных ионов RHIC-BNL (2013)
Eb= 6–8 кэВ
Ib= 2.5–3.5 A
δα ≈ 10 мрад°
F=2м
T = 0.5 мс
f = 1 Гц
Инжектор обеспечил повышение тока и
поляризации ионов (с 50% до 82%),
в 4 мес. заходе 2013 г.
Диагностический инжектор для стелларатора
Wendelstein 7-X (Германия) (2013)
Энергия пучка:
60 кэВ
Экв. ток атомов/
ионов:
2.4/8 A
Длительность:
2.5 сек
с модуляцией
10 сек
Ионный источник 160А, 15кэВ С-2U/ГДМЛ
Сеточная система
- триодная, Ø340, F3.5м
Вид ионного
источника
Ионный источник 175А, 20-120кэв, 3600сек
Применения: PEG TAE и нейтронный источник на основе ГДЛ
Плазменная сетка ИОС
Пример элементарной
ячейки ИОС с возможностью
переключения энергии
Инжектор 10МВт, 1МэВ с разделением формирования и
ускорения ионного пучка
9 A Negative Ion Source w/
120 keV Pre-Accelerator
Low Energy Beamline
Cryo Pumps
Bending Magnets
HV Bushing
Ion Deflector
SF6 Gas
Insulator
Gettering/Pumping
Panels
0.88 MeV Accelerator
Backstreaming Positive
Ion Dump Panels and Cs traps
Neutralizer
Quadruple Magnetic
Lenses
Принципиальная схема инжектора
пучка большой энергии
Rejected Ion (+/-)
Energy Recuperator
Общий вид инжектора
Источник отрицательных ионов 9А, 120кэВ, 100сек
Плазменный/атомарный драйверы
Атомарный драйвер
Высокочастотный плазменный
драйвер
Ионный источник-прототип 120кэВ, 1.5А, 100сек
ВЧ драйвер
ИОС
Расширительная
камера
Магнитная
система
Изолятор
10 кВ
Изолятор 110 кВ
Стенд ионного источника и ускорительный стенд
Ускорительный стенд 1.5 А, 1МэВ,
100сек, закрытый зал. ДОЛ
Размещение стенда ионного источника
отрицательных ионов 1.5(9) А, 120кэВ,
100сек к. 101, ДОЛ
Состояние дел по стенду ионного источника – 2013
Ионный источник 1.5А, 120кэВ, 100сек
Сборка В/В модулятора и ВЧ питания
ионного источника
Вакуумная система стенда и высоковольтная платформа
Состояние дел по стенду ионного источника – 2014
Ионный источник 1.5А, 120кэВ, 100сек
на стенде к.101, зд.20
В/В модулятор и ВЧ питание ионного источника
Вакуумная система стенда и высоковольтная платформа
Подготовка 1МВ, 3МВт стенда в 20 зд.
Закрытый зал ДОЛ январь 2013
Выпрямитель
питания в/в
модулятора – 3МВт
Закрытый зал ДОЛ январь 2014
Проблемы VS решения
Проблемы
Решения
•
•
•
•
•
Не хватает людей
Устаревшая, разрушенная
инфраструктура
Недостаток подведенных мощностей,
недостаток воды для охлаждения
Отсутствуют некоторые критические
технологии, требуется развитие
кооперации с другими предприятиями
(странами)
•
•
•
•
•
Привлечение молодых специалистов и
развитие внутриинститутской
кооперации, НГУ, НГТУ
ремонт помещений, замена
оборудования, станков и т.п.
Ведутся переговоры о подключении к
сети 15(30)МВт
Развитие кооперации с другими
предприятиями (странами)
Развитие станочного парка
Внедрение контроля качества по
международным стандартам
Спасибо за внимание!
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа