Инжектор плазмы

ИНЖЕКТОР плазмы, комплекс устройств для создания, транспортировки и ввода (инжекции) высокотемпературной плазмы в установку для проведения эксперимента, например в термоядерный реактор. Плазма обычно создаётся короткоимпульсным (длительность импульса порядка нескольких мкс) плазменным ускорителем. В 1960-70-х годах для этой цели использовались титановые источники с дейтерированной шайбой. С середины 1970-х годов в качестве источника плазмы применяются импульсные коаксиальные плазменные пушки, которые дают поток плазмы плотностью порядка 10¹⁶-10¹⁸ см^-3 и скоростью направленного движения 10²- 10³ км/с в течение времени от 2 до 10 мкс. В инжекторах, предназначенных для заполнения плазмой больших объёмов, используются квазистационарные плазменные ускорители, в которых генерация плазменного потока высокой плотности продолжается более 100 мкс.

Плазма, вышедшая из источника, подводится к установке с помощью плазмовода, обычно представляющего собой вакуумированную трубу (10^-5-10^-6 мм ртутного столба) с продольным магнитным полем, которое используется, чтобы исключить контакт высокотемпературной плазмы со стенками плазмовода. Оно создаётся набором соленоидов, имеющих независимое электрическое питание, что позволяет подбирать оптимальные условия транспортировки плазмы, меняя распределение индукции магнитного поля по длине плазмовода.

На выходе плазмовода перед входом в установку создаётся магнитный барьер (область с сильным магнитным полем). Плотный плазменный поток легко преодолевает магнитный барьер и входит в установку. Менее плотная плазма, формирующаяся внутри установки, не может пройти через магнитный барьер, который отделяет её от объёма плазмовода. В некоторых конструкциях вводного узла предусмотрено ослабление магнитного поля в барьере во время инжекции. Это позволяет увеличить эффективность инжектора плазмы и отделить головную высокоэнергетичную часть потока от его медленной тыловой части, содержащей обычно высокий процент примесей.

Энергосодержание плазменных потоков наиболее мощных инжекторов достигает 1 МДж, что позволяет считать их более перспективными для создания и нагрева плазмы в импульсных термоядерных реакторах.

Лит. смотри при ст. Плазменные ускорители.

А. И. Морозов, А. М. Житлухин.