97. Керовані термоядерні реакції

Для промислово-технічного використання термоядерної енергії злиття необхідно оволодіти керованими термоядерними реакціями. Під керівництвом Л. Арцимовича для розігрівання плазми застосовували потужні електричні розряди, у яких максимальне значення струму досягало Якщо через газову суміш пропустити електричний струм (збудити в газі розряд), то магнітне поле, яке виникає навколо струму, намагається стиснути цей струм і плазма стягується у вузький шнур

Це явище самостягування групи заряджених частинок називають пінч- ефектом. Напруженість магнітного поля на поверхні шнура де - повний струм усередині шнура радіусом

На кожну одиницю об’єму під час макроскопічного розгляду діє сила що стягує газ у шнур.

У разі магнітогідродинамічного розгляду ця сила діє на одиницю поверхні шнура, тобто магнітний тиск намагається стиснути шнур. Цьому тиску протидіє газокінетичний тиск плазми

За деякого значення радіуса плазмового шнура усталюється рівновага між тиском магнітного поля Но і внутрішнім тиском

Звідси знайдемо рівноважне значення напруженості магнітного поля і рівноважну силу розрядного струму:

За малих струмів магнітний тиск є незначним, однак за струмів у сотні тисяч і мільйони амперів тиск стає таким високим, що розряд повністю відривається від стінок і плазма добре від них ізольована.

Стискання плазми в шнур має й інше важливе значення. У разі адіабатичного стиску під дією сил магнітного поля плазма додатково розігрівається згідно зі співвідношенням у цьому випадку її тиск підвищується за законом

Окрім теплової енергії ізоляції плазми від стінок, необхідно звести до мінімуму й інші можливі енергетичні витрати:

1. втрати енергії на випромінювання. Згідно з законом Стефана- Больцмана, Необхідно взяти таку плазмову систему невеликі лінійні розміри), до якої цей закон був би незастосовний;

2. тепловідведення від наднагрітої плазми шляхом звичайної дифузії частинок. Вирішення цієї проблеми стало можливим шляхом “закупорювання” нагрітої плазми в магнітні сітки;

3. втрати енергії з зони реакції через гальмівне випромінювання, яке виникає під час зіткнення електронів плазми з ядрами.

Для успішного оволодіння керованою термоядерною реакцією треба також знайти шляхи для боротьби з різними видами нестійкості плазми. Плазма, охоплена магнітним полем, нестійка, вона зазнає конвульсійних стрибків. У цьому разі плазмовий шнур зника