Эксперимент с тандемным зеркалом - Tandem Mirror Experiment

TMX и TMX-U
Эксперимент с тандемным зеркалом
The Tandem Mirror Experiment.jpg
Эксперимент с тандемным зеркалом (TMX) в 1979 году
Тип устройстваМагнитное зеркало
Место расположенияЛивермор, Калифорния, НАС.
ПринадлежностьНациональная лаборатория Лоуренса Ливермора
История
Дата (даты) строительства1977 – 1979
Год (ы) эксплуатации1979 – 1987
Предшествует2XIIB [Викиданные ]
Связанные устройстваУстановка для испытаний на сварку зеркал (MFTF)

В Эксперимент с тандемным зеркалом (TMX и TMX-U) был магнитное зеркало машина эксплуатировалась с 1979 по 1987 год на заводе Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора.[1] Машина захватывала ионы и электроны между двумя магнитными зеркалами. Ионы будут подпрыгивать взад и вперед по линии, сталкиваться в центре и сливаться. Это был ранний эксперимент по термоядерная энергия.

История

Дизайн магнитное зеркало Машина впервые была выпущена в 1967 году.[2] Концепция была разработана в США компанией Ричард Ф. Пост и его команда в Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора в конце шестидесятых.[3] Частично из-за Энергетический кризис 1970-х и Холодная война финансирование было доступно для огромного магнитное зеркало и программа исследования магнитных бутылок. Это привело к созданию серии машин, начиная с конца 1960-х и продолжавшейся до середины восьмидесятых. Это включало магнитную бутылку 2X и зеркальные машины Baseball I, Baseball II до того, как был построен TMX.[4]

Дизайн

Рабочий проверяет соосность части фигурных бейсбольных катушек.

TMX был официально предложен Фредом Коэнсгеном и Ливермор команда 12 января 1977 г. в США Управление энергетических исследований и разработок.[5] Проект оценивался в 11 миллионов долларов. Конструкция состояла из пяти колец тока вокруг плазмы. На концах используются магниты в форме «бейсбола» на конце, чтобы предотвратить утечку плазмы. Эта конструкция создавала магнитные силы, которые увеличивались во всех направлениях от центра области зеркала. Термоядерная плазма в форме скрученной галстука-бабочки заключена в магнитное зеркало.[6] Разработка подходящих заглушек была сложной задачей для всех магнитозеркальных машин. Позже дизайн бейсбольного мяча был заменен экзотическими магнитами инь-янь. MFTF.[7] Проблемы с утечкой плазмы привели исследователей к Токамак где пробки были устранены путем объединения поля вместе.

Заключение

TMX попытался использовать «амбиполярную» плазму. В идеале это позволяло содержать электроны и ионы иначе.[8] Поскольку ионы намного массивнее, чем электроны они могут существовать с разными скоростями одновременно. В идеале TMX пытался удерживать ионы в основном с помощью магнитных зеркал и медленных электронов, притягивая их к захваченным ионам.[8] Вариант этого магнитный и электростатический заключение также предпринимается в Polywell.

TMX-U

Сводка результатов TMX была опубликована в феврале 1981 г.[9] В это время на объекте был проведен капитальный ремонт. Добавлен тепловой барьер для лучшего удержания плазмы, количество колец увеличено до более чем десяти[10] была проведена капитальный ремонт вакуумно-диагностической системы и добавлены дополнительные магниты для компенсации потерь.[11] Новая машина именовалась «TMX-U».[12] и действовал он до конца восьмидесятых.

Критика

Лоуренс Лидский Известно, что машины с магнитными зеркалами критиковали, говоря: «Они добавляли по одному комплекту магнитов в год, пока он не разрушился под собственным весом»[1] и в его статье "Проблема с Fusion."

дальнейшее чтение

  • «Эксперимент с тандемным зеркалом с тепловыми барьерами» Г. А. Карлсон, UCRL-52836, 19 сентября 1979 г.
  • «Термоядерные системы удержания с системами двойных зеркал» Г. И. Димова, Советский журнал физики плазмы, том 2, номер 4
  • "Потери ионов из-за остановки зеркальной ловушки" Д. П. Чернин, М. Н. Розенблут, Институт перспективных исследований, ядерный синтез, 1978
  • "Улучшенный тандемно-зеркальный термоядерный реактор" Д. Болдуин, Physical Review Letters, 29 октября 1979 г.

Рекомендации

  1. ^ а б Бут, Уильям (1987). «Нафталиновый шарик стоимостью 372 миллиона долларов Fusion». Наука. 238 (4824): 152–155. Bibcode:1987Наука ... 238..152Б. Дои:10.1126 / science.238.4824.152. PMID  17800453.
  2. ^ Келли, Г. Г. (1967). «Устранение амбиполярных потенциальных потерь в магнитной ловушке». Физика плазмы. 9 (4): 503–505. Дои:10.1088/0032-1028/9/4/412. ISSN  0032-1028.
  3. ^ Пост, Р. Ф. (1970-01-01), "Зеркальные системы: топливные циклы, сокращение потерь и рекуперация энергии", Ядерные термоядерные реакторы, Материалы конференции, Thomas Telford Publishing, стр. 99–111, Дои:10.1680 / nfr.44661, ISBN  978-0-7277-4466-1
  4. ^ Krall, Nicholas A .; Trivelpiece, Элвин У .; Гросс, Роберт А. (1973). «Основы физики плазмы». Американский журнал физики. 41 (12): 1380–1381. Bibcode:1973AmJPh..41,1380K. Дои:10.1119/1.1987587. ISSN  0002-9505.
  5. ^ "ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО КРУПНОМУ ПРОЕКТУ TMX" Фред Коэнсген, 12 января 1977 г., LLL-Prop-148
  6. ^ "Эксперимент с тандемным зеркалом (TMX)". Январь 1978 г.
  7. ^ Козман, Т .; Wang, S .; Chang, Y .; Dalder, E .; Hanson, C .; Hinkle, R .; Myall, J .; Montoya, C .; Owen, E .; Palasek, R .; Шимер, Д. (1983). «Магниты для испытательного стенда для сплавления зеркал: испытание первого инь-янь, а также разработка и разработка других магнитов». IEEE Transactions on Magnetics. 19 (3): 859–866. Bibcode:1983ITM .... 19..859K. Дои:10.1109 / tmag.1983.1062533. ISSN  0018-9464.
  8. ^ а б «Комментарии по физике плазмы и управляемому синтезу» Бертон Д. Фрид, комментарии по физике плазмы и управляемому синтезу, 1977, том 2, номер 6
  9. ^ Simonen, T.C, ed. (1981-02-26). «Сводка результатов эксперимента с тандемным зеркалом (TMX)». Дои:10.2172/5759138. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  10. ^ Allen, S.L .; Correll, D.L .; Hill, D.N .; Kaiser, T.B .; Хейфец, Д. (1987). «Определение амбиполярного радиального переноса из баланса частиц в тандемном зеркале TMX-U». Термоядерная реакция. 27 (12): 2139–2152. Дои:10.1088/0029-5515/27/12/013. ISSN  0029-5515.
  11. ^ Соленья, W L (1983). «Эксперимент с тандемным зеркалом (TMX) LLNL модернизирует вакуумную систему». Вакуум. 33 (6): 345. Дои:10.1016 / 0042-207x (83) 90122-7. ISSN  0042-207X.
  12. ^ Хант, А. Л .; Коффилд, Ф. Э .; Пиклз, В. Л. (1983). «Быстрые измерения давления для термоядерного эксперимента TMX ‐ U». Журнал вакуумной науки и технологий A: вакуум, поверхности и пленки. 1 (2): 1293–1296. Bibcode:1983JVSTA ... 1.1293H. Дои:10.1116/1.572092. ISSN  0734-2101.