恒星比托卡马克凉爽

...在媒体眼中 ScienceMag上发表有关Wendelstein 7-X 的文章后,就很难击败他-每个铁片中都有一个时尚的德国恒星。好吧,它看起来当然在太空中。


照片来自克里斯蒂安·鲁尼格(Christian Lunig)的Wendelstein 7-X,但这是他来自ITER建筑工地的照片这是我 W 7-X 选择的一些照片

但是很少有人意识到,这种装置与90年代托卡马克的成就相距甚远,更不用说ITER在血浆参数方面的潜力了。如您所知,对于热核反应,三重产物很重要-保留时间的温度浓度(即热泄漏率)为n * T * tau。恒星器在相当好的浓度下其tau和T值很差-具体来说,我们谈论的是每立方米n = 10 ^ 20个粒子,T = 4 kEv,Tau-1秒。为了进行比较,ITER为2 * 10 ^ 20、15 kev,tau = 10 ... 30秒。恒星等离子体的复杂配置会降低其隔热性能,这是热核反应堆所有开发人员的首要关注。


德国恒星器的计划运行模式。兆瓦是确定运行模式的加热功率。

结果,在工作的第一阶段,直到2019年,W 7-x才能与80年代的托卡马克相提并论,只是它将保持等离子的时间更长得多。即使将这种恒星器设计为可与tri配合使用,热风机的反应功率也不会上升到超过1兆瓦,这明显低于JET托卡马克(热核反应功率为加热功率的70%)和JT-60U(其中理论热核功率将为加热的110%)。让我提醒您,对于ITER,计划中的Pfu至少比Pth多10倍。
德国恒星分离器中胰岛的血浆配置和排列

顺便说一句,复杂构造的等离子体的隔热性差的令人不快的方面之一是恒星需要工作,这是结构过热。从20世纪70年代开始,聚变反应堆就一直采用分流器的概念-一种通过泵将等离子的一部分转移,冷却和吸出的装置-因此,其纯度得以保持,并且散热性得以实现。因此,对于什至是W 7-X等相对较小规模的恒星器,过多的能量流向分流器,并为其提供冷却是一个非常困难的工程问题。目前,Wendelstein 7-X的持续时间完全由未冷却的分流器确定-承受的时间不超过10秒。确保为下一次升级计划冷却。



通过恒星器元件进行电缆和管道布线

那么,是什么促使科学家在星际概念上进行投资(德国设备在欧洲花费纳税人11亿欧元)?首先,在某些方面,恒星比托卡马克更接近工业反应堆。最主要的是可以连续运行而没有任何困难。如今,高参数的托卡马克只能在感应模式下工作,而感应模式基本上是脉冲模式。永久托卡马克的发展是未来的任务。恒星发生器的另一个优点可以称为实际上没有等离子体故障,这种事件极大地影响了托卡马克元件的设计。最后,在我看来,困扰托卡马克的风险保险将一事无成(通常可以通过设想ITER作为发电厂运行来预期)。

好吧,很可能在今年年底之前,我们将看到德国恒星怪兽的首次等离子发射,并祝这个方向好运。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN386399/


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