Токамаки - лидер в решении проблемы управляемого синтеза

Помимо замкнутых систем, в США и СССР незави­симо родилось направление открытых магнитных систем с магнитными зеркалами (американский тер­мин), или магнитными пробками (российский термин). В настоящее время оно сохранилось, главным образом, в научных городках Цукубы (Япония) и Новосибирска.

Мировой УТС перед Женевой-58

Исследования по УТС до Второй Женевской конферен­ции по мирному использованию атомной энергии были строго засекречены. Ниже приведена краткая хронология соответствующих значительных событий в Англии, США и СССР [4].

Англия

1946 г

.

Патент Дж. П. Томсона и М. Блекмана на тороидальный термоядерный реактор с дейтерием. Заявленная мощность реактора РDD = 9 МВт. Началь­ный нагрев плазмы переменным током 500 кА.

1949 г.

Первые эксперименты с тороидальными разрядами (П. Тонеманн; С. У. Козине и А. А. Уэйр - реализация пинч-эффекта с током I = 27 кА).

1955 г.Идея стабилизации разряда магнитным полем (Р.Дж. Бикертон).

1956 г., апрель.

Доклад И.В. Курчатова в Харуэлле.1958 г.

Сенсация (английские газеты от 25 января; публикации в Nature с присоединением работ из США): на большой тороидальной установке ZЕТА (радиусы плазменного тора а=0,5м, R=1,5м) получена плазма с температурой ионов Т=300 эВ!. Эти результаты оказались ошибочными. Но через 10 лет на Третьей конференция МАГАТЭ (Новосибирск, 1968) прозвучало сообщение об открытии на этой установке самооргани­зующихся спокойных режимов с генерацией магнитного потока в плазме, превышающего исходный магнитный поток внутри проводящего кожуха: вне плазмы магнит­ный поток отрицательный. Отсюда название "Reversed Field Pinch " - пинч с обращенным полем (RFP).

США

1945-1946 гг.Семинары Э. Тэллера по УТС. Отри­цательные опыты с пучками (Дж. Так, С. Улам).

1951 г

., март.

Сообщение Президента Аргентины Перона об успешной демонстрации Р. Рихтером упра­вляемой термоядерной реакции привело Л. Спитцера к изобретению стелларатора в виде соленоида в форме пространственной восьмерки.

1951 г

., 11 мая.

Обсуждение предложения Л. Спитцера в Комиссии по Атомной Энергии (АЕС).

1951 г

., 7 июля.

Подписание контракта на исследова­ния в Принстонском университете (Проект Маттерхорн). Несколько позже все работы по УТС (пинчи в Лос-Аламосе, зеркальная ловушка в Ливерморе и др.) объе­диняются в Проекте Шервуд.

СССР

1950 г.

Письма О. А. Лаврентьева в Москву, в том числе с описанием идеи осуществления управляемого синтеза дейтериевых ядер при помощи электростатиче­ского поля (выслано с Сахалина в конце июля).

1950 г

.

Отзыв А.Д. Сахарова на предложение О.А. Лаврентьева (18 августа) с замечанием, что необ­ходима "очень хорошо отражающая сетка" "с тонкой токонесущей частью" для отражения почти всех падаю­щих на нее ядер обратно в реактор.

1950 г

., август

-

сентябрь.

Идея создания высокотем­пературной плазмы непосредственно в магнитном поле. Работа А.Д. Сахарова и И.Е. Тамма над теорией МТР.

1950 г., октябрь

-

декабрь.

Ознакомление руководства с идеей магнитного удержания плазмы.

1951 г., январь-февраль.

Серия обсуждений и под­готовка проекта Правительственного Постановления о работе над магнитным термоядерным реактором (МТР).

1951 г

., 5 апреля.

Подписание Сталиным Распоряже­ния Правительства о создании лабораторной модели МТР [см. Гончаров Г.А. УФН 171 894 (2001)].

1951 г

., середина апреля.

По получении информации о выступлении Президента Перона (25 марта): активиза­ция обсуждений организационных вопросов по проблеме МТР.

1951 г

., 5 мая.

Подписание Сталиным Постановления Правительства об организации работ по МТР (см. раздел "Из Архива Президента Российской Федерации").

1951-1955 гг.Экспериментальные и теоретические работы по тороидальным и прямолинейным разрядам; непродолжительные инновации (типа высокочастотного удержания и др.).

1955 г

.

Прообраз токамака (пока еще с фарфоровой камерой) — тор с магнитным полем (ТМП).

5

7

лет назад

Таким образом, в мае 2001 г. исполнилось 50 лет с момента официального начала программы работ по УТС в СССР и США. История этих исследований забавна и драматична. В нашей стране она началась с письма сержанта Советской Армии Олега Лаврентьева, служившего на Сахалине, в Центральный Комитет ВКП(б) (см. раздел "Из Архива Президента РФ"). Письмо содержало предложения по созданию водо­родной бомбы с использованием атомной и, что более интересно, предложение по электростатическому удер­жанию ядер дейтерия для промышленного производства электроэнергии с использованием двух сферических сеток под отрицательным и положительным потенциа­лами. Письмо попало на отзыв к А.Д. Сахарову, который написал, что "автор ставит весьма важную и не являю­щуюся безнадежной проблему". Отметив ряд трудностей в реализации электростатического удержания, он указал, что сетка должна быть "с большими зазорами и тонкой токонесущей частью, которая должна отражать обратно в реактор почти все падающие на нее ядра (курсив В.Д. Шафранова). По всей вероятности, это требование не может быть совмещено с требованиями прочности". Но "не исключены какие-либо изменения проекта, которые исправят эту трудность". В конце отзыва Сахаров подчеркнул, что независимо от результатов дальнейшего обсуждения "необходимо уже сейчас

Другие статьи по теме

Общая характеристика вторичных энергоресурсов (ВЭР) и их классификация
Прогрессивное направление и развитие промышленности – создание безотходных производств, по технологии которых используются все элементы производственного процесса, а также энергия реакции технологических процессов для получения п ...

Дугогасительные устройства элегазовых выключателей
Одним из быстроразвивающихся направлений создания новых выключателей переменного тока высокого и сверхвысокого напряжения, отличающихся меньшими габаритами и отвечающих требованиям современной энергетики по коммутационной способн ...