ВОЗМОЖНОСТЬ ДОСТИЖЕНИЯ ТЕРМОЯДЕРНОГО ЗАЖИГАНИЯ ПРИ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОМ ОБЖАТИИ ТВЕРДОЙ МИШЕНИ ТОКОМ ДИСКОВОГО ВЗРЫВОМАГНИТНОГО ГЕНЕРАТОРА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Одно из направлений термоядерных исследований — газодинамический термоядерный синтез, основанный на сферическом кумулятивном сжатии дейтерий-тритиевого (ДТ) газа с помощью заряда взрывчатого вещества (ВВ). К сожалению, из-за высокой асимметрии сжатия достичь порога зажигания, несмотря на более чем полувековой путь разработок, не удалось. В работе рассматривается альтернативный путь, основанный на цилиндрическом кумулятивном сжатии ДТ-газа магнитным полем. Возможно, этот метод свободен от недостатка, связанного с симметрией сжатия. Расчетно показана возможность достижения порога зажигания на этом пути. При этом современные технологии на базе взрывомагнитных генераторов (ВМГ) позволяют реализовать требуемые для этого условия. Однако анализ показывает, что эффективность перевода энергии магнитного поля в энергию термоядерных нейтронов, выгорание ДТ-плазмы, выход нейтронного излучения значительно уступают развиваемому подходу, связанному со сжатием предварительно разогретой замагниченной ДТ-плазмы (ранее МАГО/MTF, ныне MagLIF).

Об авторах

А. В. Ивановский

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ); Саровский физико-технический институт НИЯУ МИФИ

Email: ivanovsky@elph.vniief.ru
Саров, Россия; Саров, Россия

В. И. Мамышев

Саровский физико-технический институт НИЯУ МИФИ

Саров, Россия

Список литературы

  1. Козырев А.С. Газодинамический термоядерный синтез. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005. 144 с.
  2. Попов Н.А. Высокие плотности энергии. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 1997. C. 493.
  3. Анисимов А.Н., Аринин А.Н., Арифов М.И., Будников И.Н., Герасимов В.М., Данов В.М., Дудин И.Ф., Дудин В.И., Зотов Е.В., Красовский Г.Б., Кручинин В.А., Логвинов А.Л., Мешков Е.Е., Морозов И.В., Мочалов А.П., Мхитарьян Л.С., Петушков В.С., Попов В.В., Стасько В.В.Т., Толшмяков А.И. // Хим. физика. 1993. № 12. C. 749.
  4. Попов Н.А., Щербаков В.А., Минеев В.Н., Зайдель Р.М., Фунтиков А.И. // УФН. 2008. Т. 178. С. 1087. https://doi.org/10.3367/UFNr.0178.200810f.1087
  5. Мохов В.Н., Чернышев В.К., Якубов В.Б., Протасов М.С., Данов В.М., Жаринов Е.М. // ДАН СССР. 1979. Т. 247. С. 83.
  6. Гриневич Б.Е., Демидов В.А., Ивановский А.В., Селемир В.Д. // УФН. 2011. Т.181. С.422. https://doi.org/10.3367/UFNr.0181.201104к.0422
  7. Буйко А.М., Волков Г.И., Гаранин С.Ф., Демидов В.A., Долин Ю.Н., Змушко В.В., Иванов В.А., Корчагин В.П., Ларцев М.В., Мамышев В.И., Мочалов А.П., Мохов В.Н., Морозов И.В., Москвичев Н.Н., Пак С.В., Павловский Е.С., Чернышев В.К., Якубов В.Б. // ДАН. 1995. Т. 344. С. 323.
  8. Lindemuth I., Reinovsky R.E., Christian R.E., Ekdahl C.F., Goforth J.H., Haight R.C., Idzorek G., King N.S., Kirpatrick R.C., Larson R.E., Morgan G.L., Olinger B.W., Oona H., Sheehey P.T., Shlaster J.S., Smith R.C., Veeser L.R., Warthen B.J., Younger S.M., Chernychev V.K., Mokhov V.N., Demin A.N., Dolin Y.N., Garanin S.F., Ivanov V.A., Korchagin V.P., Pak S.V., Pavlovskii E.S., Sileznev N.Y., Skobelev A.N., Volkov G.I., Yakubov V.B. // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 75. P. 1953. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.75.1953
  9. Garanin S.F. // IEEE Trans. Plasma Science. 1998. V. 26. P. 1230. https://doi.org/10.1109/27.7225155
  10. Garanin S.F., Mamyshev V.I., Palagina E.M. // IEEE Trans. Plasma Science. 2006. V. 34. P. 2268. https://doi.org/10.1109/TPS.2006.878370
  11. Garanin S.F., Mamyshev V.I., Yakubov V.B. // IEEE Trans. Plasma Science. 2006. V. 34. P. 2273. https://doi.org/10.1109/TPS.2006.878368
  12. Garanin S.F. Physical processes in MAGO-MTF systems (in Russian). Sarov, 2012.
  13. Chernychev V.K., Korchagin V.P., Babich L.P., Burenkov O.M., Dolin Yu.N., Duday P.V., Dudin V.I., Ivanov V.A., Ivanovsky A.V., Karpov G.V., Kraev A.I., Kudel’kin V.B., Kutsyk I.M., Mamyshev V.I., Morozov I.V., Pak S.V., Pollyushko S.M., Shaidullin V.Sh., Skobelev A.N., Tokarev V.A., Volkov A.A., Volkov G.I. // IEEE Trans. Plasma Science. 2016. V. 44. P. 250. https://doi.org/10.1109/TPS.2016.2524211
  14. Чернышев В.К., Корчагин В.П., Бабич Л.П. Буренков О.М., Волков Г.И., Долин Ю.Н., Дудин В.И., Иванов В.А., Ивановский А.В., Карпов Г.В., Краев А.И., Куделькин В.Б., Морозов И.В., Пак С.В., Полюшко С.М., Скобелев А.Н., Токарев В.А., Зубаерова Р.Р. // Физика плазмы. 2018. T. 44. С. 133. https://doi.org/10.7868/S0367292118020026
  15. Slutz S.A., Herrmann M.C., Vesey R.A., Sefkow A.B., Sinars D.B., Rovang D.C., Peterson K.J., Cuneo V.E. // Phys. Plasmas. 2010. V. 17. P. 056303. https://doi.org/10.1063/1.3333505
  16. Slutz S.A., Vesey R.A. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. P. 025003. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.025003
  17. Gomez M.R., Slutz S.A., Sefkow A.B., Sinars D.B., Hahn K.D., Hansen S.B., Harding E.C., Knapp P.F., Schmit P.F., Jennings C.A., Awe T.J., Geissel M., Rovang D.C., Chandler G.A., Cooper G.W., Cuneo M.E., Harvey-Thompson A.J., Herrmann M.C., Hess M.N., Johns O., Lamppa D.C., Martin M.R., Mcbride R.D., Peterson K.J., Porter J.L., Robertson G.K., Rochau G.A., Ruiz C.L., Savage M.E., Smith I.C., Stygar W.A., Vesey R.A. // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 113. P. 155003. https://doi.org/10.1103/PhysREVLett.113.155003
  18. Gomez M.R., Slutz S.A., Sefkow A.B., Hahn K.D., Hansen S.B., Knapp P.F., Schmit P.F., Ruiz C.L., Sinars D.B., Harding E.C., Jennings C.A., Awe T.J., Geissel M., Rovang D.C., Smith I.C., Chandler G.A., Cooper G.W., Cuneo M.E., Harvey-Thompson A.J., Hess M.N., Lamppa D.C., Martin M.R., Mcbride R.D., Peterson K.J., Porter J.L., Rochau G.A., Savage M.E., Stygar W.A., Vesey R.A., Herrmann M.C., Schroen D.G. // Phys. Plasmas. 2015. V. 22. P. 056306. https://doi.org/10.1063/4919394
  19. Гаранин С.Г., Ивановский А.В., Куликов С.М., Мамышев В.И., Певный С.Н., Рогачев В.Г. // Физика плазмы. 2022. Т. 47. С. 1. https://doi.org/10.31857/S036729212202007X
  20. Ивановский А.В., Мамышев В.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 638. https://doi.org/10.1134/S/063780Х23600639
  21. Дудай П.В., Зименков А.А., Ивановский А.В., Климушкин К.Н., Краев А.И., Куделькин В.Б., Мамышев В.И., Полюшко С.М., Цибиков З.С., Шаповалов Е.В. // Доклады РАН. Физика. Технические науки. 2021. Т. 498. С. 7. https://doi.org/10.31857/S2686740021030081
  22. Buyko A.M., Garanin S.F., Demidov V.A., Kostukov V.N., Kuzyaev A.I., Kulagin A.A., Mamyshev V.I., Mokhov V.N., Petrukhin A.A., Piscarev P.N., Protasov M.S., Chernyshev V.K., Shevtsov V.A., Yakubov V.B. // Megagauss Field and Pulsed Power Systems / Ed. V.M. Titov, G.A. Shvetsov. N. Y., London: Nova Science Publishers, 1990. P. 743.
  23. Lemke R.W., Dolan D.H., Dalton D.G., Brown J.L., Tomlinson K., Robertson G.R., Knudson M.D., Harding E., Mattsson A.E., Carpenter J.H., Drake R.R., Cochrane K., Blue B.E., Robinson A.C., Mattsson T.R. // J. Appl. Phys. 2016. V. 119. P. 015904. https://doi.org/10.1063/1.4939675
  24. Ivanovsky A.V. // Proc. XIII Int. Confer. Megagauss Magnetic Fields Generation and Relation Topics, Suzhou, China, 2010 / Ed. Sun Chengwei and Liu Cangli. 2010. P. 32.
  25. Базанов А.А., Бочков Е.И., Гаранин С.Г., Дудай П.В., Зименков А.А., Ивановский А.В., Климушкин К.Н., Комаров В.М., Краев А.И., Куделькин В.Б., Мамышев В.И., Полюшко С.М., Цибиков З.С., Шаповалов Е.В. // ДАН. 2019. Т. 489. С. 355. https://doi.org/10.1134/S1028335819120012
  26. Вахрамеев Ю.С., Мохов В.Н., Попов Н.А. // Атомная энергия. 1980. Т. 49. C. 121.
  27. Fraley G.S., Linnebur E.J., Mason R.J., Morse R.L. // Phys. Fluids. 1974. V. 17. P. 474.
  28. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Гос. из-во физико-математической лит-ры, 1963.
  29. Брагинский C.И. // Вопросы теории плазмы. Вып. 1 / под ред. М.А. Леонтовича. М.: Госатомиздат, 1963. С. 183.
  30. Бакулин Ю.Д., Куропатенко В.Ф., Лучинский А.В. // ЖТФ. 1976. Т. 46. С. 1963.
  31. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. М.: Мир, 1972.
  32. Гаранин С.Г., Мамышев В.И. // ПМТФ. 1990. № 1. С. 30.
  33. Buyko A.M., Garanin S.F., Demidov V.A., Kostjukov V.N., Kuzjaev A.I., Kulagin A.A., Mamyshev V.I., Mokhov V.N., Petrukhin A.A., Piskarev P.N., Protasov M.S., Chernyshev V.K., Shevtsov V.A., Yakubov V.B. // Megagauss Fields and Pulsed Power systems (MG-V). 1989. P. 743.
  34. Фортов В.Е. Мощные ударные волны на земле и в космосе. М.: Физматлит, 2019.
  35. Козлов Б.Н. // Атомная энергия. 1962. Т. 12. С. 238.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025