Steady-state fusion fission reactor concepts based on stellarator-mirror and mirror machines

Abstract

Neutron sources and hybrid reactors offer a possibility for application of fusion in a not too distant future. Steady-state operation on a time scale of a year without interruption is essential for such applications. In response to this need, our studies are focused on concepts which are not limited by pulsed operation. Special attention is put on mirror machines and a stellarator-mirror concept with localized neutron production. Reactor safety, magnetic coils, power amplification by fission, plasma heating, a radial constant of motion which provides a bounded radial motion in the collision free approximation are some of the issues addressed.

Источники нейтронов и гибридные реакторы предоставляют возможность применения термоядерного синтеза в не слишком отдаленном будущем. Стационарный режим работы без перерывов необходим для таких устройств. В ответ на эту потребность наши исследования сосредоточены на концепциях, которые не ограничиваются работой только в импульсном режиме. Особое внимание уделяется пробкотронным устройствам и концепции стелларатора-пробкотрона, которые характеризуются локализованным излучением нейтронов. Рассмотрены вопросы безопасности реактора, формы магнитных катушек, усиления мощности за счет реакции деления, нагрева плазмы и роли радиального инварианта движения ионов, который обеспечивает удержание ионов при их радиально колебательном движении в бесстолкновительном приближении.

Джерела нейтронів і гібридні реактори надають можливість застосування термоядерного синтезу в не занадто віддаленому майбутньому. Стаціонарний режим роботи без перерв потрібний для таких пристроїв. У відповідь на цю потребу наші дослідження зосереджені на концепціях, які не обмежуються роботою тільки в імпульсному режимі. Особлива увага приділяється пробкотронним пристроям і концепції стеларатора-пробкотрона, які характеризуються локалізованим випромінюванням нейтронів. Розглянуті питання безпеки реактора, форми магнітних котушок, посилення потужності за рахунок реакції ділення, нагріву плазми і ролі радіального інваріанту руху іонів, який забезпечує утримання іонів при їх радіально коливальному русі в беззіштовхувальному наближенні.