×
20.04.2023
223.018.4abf

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ГАЗОВ И СГУСТКОВ ЗАМАГНИЧЕННОЙ ПЛАЗМЫ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области исследований изоэнтропического сжатия, в частности к устройствам сжатия газов и сгустков замагниченной плазмы. Устройство для сжатия газов и сгустков замагниченной плазмы содержит заряд взрывчатого вещества, охватывающий цилиндрическую оболочку с полостью. Между зарядом взрывчатого вещества и оболочкой выполнен вакуумный герметичный зазор толщиной, обеспечивающей нагружение внутренней границы цилиндрической оболочки слабыми волнами сжатия и изоэнтропический режим разгона оболочки без её разрушения. При этом цилиндрическая оболочка выполнена из меди или бериллия. Техническим результатом является обеспечение возможности однородного сжатия газов или сгустков замагниченной плазмы до мегабарных давлений, при этом исключается снижение темпа термоядерных реакций при сжатии замагниченной плазмы за счет подавления ударно-волнового выброса частиц металла с оболочки. 1 ил.

Изобретение относится к области исследований изоэнтропического сжатия веществ, в частности, к устройствам сжатия газов и сгустков замагниченной плазмы.

Использование экспериментальной техники мощных ударных волн для изучения экстремальных состояний газов, реализующихся в звездах и атмосферах планет-гигантов, является сегодня основным источником информации о поведении сильно сжатой плазмы в области высоких температур и давлений мегабарного уровня. Будучи экзотическими для земных условий, эти ультраэкстремальные состояния вполне характерны для большинства астрофизических объектов. Кроме того, с плазмой ультрамегабарного диапазона связываются перспективные энергетические проекты по управляемому термоядерному синтезу с инерционным удержанием плазмы.

Устройства сжатия сгустков замагниченной плазмы необходимы для разогрева плазмы, инжектируемой в сжимаемый объем посредством двух размещенных в торцах устройства инжекторов, за счет ее дополнительного сжатия. При этом магнитное поле, вмороженное в плазму, уменьшает тепловые потери за счет теплопроводности. В настоящее время такие системы достаточно интенсивно исследуются мировым термоядерным сообществом и обозначаются аббревиатурой MTF (Magnetized Target Fusion). Известны цилиндрические и сферические устройства для сжатия, содержащие заряд мощного взрывчатого вещества, и металлическую камеру высокого давления с газовой полостью. Основной проблемой, требующей решения для достижения высокой эффективности таких систем, является подавление поступления примесей вещества оболочки в дейтериевую или дейтерий-тритиевую плазму в процессе ее сжатия.

Таким образом, актуальной задачей является разработка устройств с минимально возможным выбросом мелкодисперсных фракций металла в замагниченную плазму. При решении данной задачи необходимо учитывать результаты специализированных исследований выделения примесей (пыли) с внутренней поверхности сжимаемой оболочки при ее разгоне в условиях воздействия интенсивных потоков энергии.

В настоящее время существуют установки, позволяющие создавать сгустки замагниченной плазмы, нагретой до температур Т>0,1 кэВ, посредством столкновения двух встречных потоков дейтериевой плазмы. Для дальнейшего продвижения по шкале температур и получения термоядерного выхода является перспективным осесимметричное обжатие плазмы, получаемой из инжектора. Организация сжатия сгустков замагниченной плазмы в сферически-симметричных конструкциях представляется сложной технической задачей, связанной с необходимостью разработки систем закрепления обжимающей оболочки и подачи плазмы в центральную полость, которые в свою очередь будут являться источниками выделения примесей металла в плазме в процессе ее сжатия.

Известно цилиндрическое устройство (патент RU №2471545 приоритет от 07.07.2011, «Цилиндрическое устройство для сжатия газов до мегабарных давлений», авторы Бликов А.О., Мочалов М.А., Огородников В.А., Комраков В.А., МПК B01J 3/08, G01N 7/00, 9/00, опубликовано 10.01.2013 №1), представляющее собой двухкаскадное специализированное цилиндрическое устройство, предназначенное для сжатия газов, в котором разгон внутренней оболочки второго каскада происходит квазиизоэнтропически через газовый симметризующий слой. Данное устройство выбрано в качестве наиболее близкого аналога.

Известное устройство обладает следующими недостатками. В данном цилиндрическом устройстве оболочка, сжимающая газ или плазму, разгоняется квазиизоэнтропически (т.е. серией слабых ударных волн), что может при определенных условиях (степень чистоты поверхности, интенсивность ударных волн) приводить к выбросу мелкодисперсных фракций металла в замагниченную плазму. Внутренний каскад известного устройства выполнен из стали, что не позволяет достигнуть необходимых электрофизических свойств в устройстве, требуемых для создания замагниченной плазмы. Наличие вдоль оси цилиндрического устройства металлического стержня исключает возможность подачи встречных потоков плазмы с их последующим взаимодействием, приводящим к образованию сгустка замагниченной плазмы с требуемым начальным состоянием.

Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании газодинамического цилиндрического устройства, в котором можно сжимать газы или сгустки замагниченной плазмы в условиях изоэнтропического режима разгона сжимающей оболочки, при этом обеспечивается минимально возможный выброс мелкодисперсных фракций металла.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является обеспечение возможности однородного сжатия газов или сгустков замагниченной плазмы до мегабарных давлений, исключение при этом снижения темпа термоядерных реакций при сжатии замагниченной плазмы за счет подавления ударно-волнового выброса частиц металла с оболочки.

Данный технический результат достигается тем, что в устройстве для сжатия газов или сгустка замагниченной плазмы, содержащем заряд взрывчатого вещества, охватывающий цилиндрическую оболочку с полостью, новым является то, что между зарядом взрывчатого вещества и оболочкой выполнен вакуумный герметичный зазор определенной толщины, при этом цилиндрическая оболочка имеет требуемую толщину и выполнена из металла, обладающего необходимыми физико-механическими и электрофизическими свойствами.

Вакуумный герметичный зазор между зарядом взрывчатого вещества и оболочкой обеспечивает нагружение внутренней границы цилиндрической оболочки слабыми волнами сжатия, реализуя тем самым изоэнтропический режим разгона оболочки с отсутствием ее разрушения и ударно-волнового выброса мелкодисперсных фракций металла оболочки в плазму при ее сжатии, а также роста крупномасштабных возмущений, обусловленного особенностями работы многоточечных систем инициирования взрывчатого вещества (ВВ).

Цилиндрическую оболочку выполняют из металла, обладающего необходимыми физико-механическими свойствами (сдвиговая прочность, пластичность) для подавления роста крупномасштабных и мелкомасштабных возмущений на внутренней границе оболочки, являющихся источниками асимметрии сжатия, разрушения и пыления; при сжатии сгустка замагниченной плазмы выполняют из металла, имеющего высокие электрофизические свойства в дополнении к необходимым физико-механическим свойствам.

За счет воздействия на обжимающую металлическую оболочку серии волн сжатия обеспечивается изоэнтропический режим разгона оболочки, что приводит к значительному снижению необратимого нагрева в случае сжатия газов, а также к отсутствию разрушения оболочки и подавлению ударно-волнового выброса мелкодисперсных фракций металла при сжатии сгустков замагниченной плазмы. В последнем случае отсутствует перемешивание сжатой замагниченной плазмы изотопов водорода с частицами металла на ядерном уровне, что, как следствие, исключает снижение темпа термоядерных реакций.

На фиг.1 приведен эскиз схемы предлагаемой конструкции устройства для сжатия газов и сгустков замагниченной плазмы.

Устройство для сжатия газов и сгустков замагниченной плазмы содержит заряд взрывчатого вещества (ВВ) 1, цилиндрическую оболочку 2 с центральной полостью, герметичный вакуумный зазор 3, кольца 4 и элемент конструкции 5.

Зазор 3 выполнен между зарядом ВВ 1 и оболочкой 2, Герметичность зазора 3 и его вакуумирование посредством откачки газа обеспечивается элементом конструкции 5.

Кольца 4 скрепляют и центрируют заряд ВВ 1 и цилиндрическую оболочку 2.

Цилиндрическая оболочка 2 выполнена из металла с необходимыми физико-механическими свойствами, и при необходимости высокими электрофизическими свойствами, например, меди или бериллия (Cu, Be).

Устройство для сжатия сгустка замагниченной плазмы работает следующим образом.

Предварительно на заряде ВВ 1 устанавливают систему инициирования (на фигуре не показана). После инициирования по наружной поверхности заряда ВВ 1 и распространению по его толщине детонационной волны происходит расширение продуктов взрыва ВВ в вакуумный зазор 3 достаточной толщины. После достижения продуктами взрыва наружной границы цилиндрической оболочки 2 происходит плавное нарастание давления на этой границе. Это приводит к распространению волны сжатия от наружной границы цилиндрической оболочки 2 к внутренней. Выход волны сжатия на внутреннюю границу цилиндрической оболочки 2 обеспечивает безударный плавный набор скорости оболочкой 2. В дальнейшем происходит многократное отражение воли сжатия от внутренней и наружной границ оболочки 2, тем самым, позволяя ей в изоэнтропическом режиме разгоняться к центру по тоста, сжимая содержащийся в ней газ или сгусток замагниченной плазмы.

Устройство для сжатия газов и сгустков замагниченной плазмы, содержащее заряд взрывчатого вещества, охватывающий цилиндрическую оболочку с полостью, отличающееся тем, что между зарядом взрывчатого вещества и оболочкой выполнен вакуумный герметичный зазор толщиной, обеспечивающей нагружение внутренней границы цилиндрической оболочки слабыми волнами сжатия и изоэнтропический режим разгона оболочки без её разрушения, при этом цилиндрическая оболочка выполнена из меди или бериллия.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 71-80 из 554.
20.02.2014
№216.012.a3c6

Ампульный химический источник тока

Предложенное техническое решение относится к области электротехники, а именно к резервным химическим источникам тока ампульного типа (АХИТ). Повышение уровня разрядных характеристик АХИТ при безопасности работы и удобстве монтажа является техническим результатом заявленного изобретения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507641
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a3dc

Магнитная система статора

Изобретение относится к области электротехники, в частности к магнитным системам статоров электрических машин постоянного тока и магнитных приводов. Технический результат: повышение магнитного потока магнитной системы статора в заданных габаритах. Магнитная система статора содержит радиально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507663
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a73d

Способ оценки состояния контролируемого объекта

Изобретение относится к способам оценки состояния контролируемого объекта, а именно к проектированию систем диагностики опасных объектов (ОО), подвергающихся аварийным воздействиям в процессе эксплуатации. Достигаемым техническим результатом является оперативное и достоверное определение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508528
Дата охранного документа: 27.02.2014
27.02.2014
№216.012.a772

Электрический соединитель

Изобретение относится к защитным устройствам электрических соединителей и может быть использовано для подсоединения к электросети радиотехнических и электрических аппаратов и приборов. Электрический соединитель состоит из вилки с корпусом и контактами и розетки, содержащей корпус и контакты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508581
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.03.2014
№216.012.aa38

Устройство для контроля сигналов

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве контрольно-сигнального устройства для контроля квазистатических и низкочастотных параметров состояния машин в процессе эксплуатации. Технический результат заключается в расширении функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509291
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.aa51

Способ определения поляризационных характеристик антенн

Изобретение относится к антенным измерениям и может быть использовано для определения поляризационных характеристик антенн (коэффициент эллиптичности, угол наклона большой оси эллипса, направление вращения вектора напряженности электрического поля). Исследуемую антенну возбуждают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509316
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.aa9b

Устройство для нанесения фоторезиста методом центрифугирования

Изобретение относится к оборудованию для электронной промышленности, а именно к оборудованию для нанесения фоторезиста на подложки методом центрифугирования. Технический результат - уменьшение времени изготовления и увеличение выхода годных изделий - достигается тем, что устройство для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509390
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.aab3

Формирователь кольцевого кода

Изобретение относится к кодирующим устройствам помехоустойчивого кода, обеспечивающим восстановление передаваемой по каналу связи информации после ее искажений под действием помех. Технический результат - формирование на выходе устройства систематического кода, в котором информационные элементы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509414
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.03.2014
№216.012.ad28

Способ определения дальности до поверхности земли

Изобретение относится к области радиолокационной техники. Способ заключается в проведении трехэтапных измерений: на первом этапе вычисляют грубое (предварительное) значение дальности до поверхности земли, на втором этапе вычисляют точное (окончательное) значение дальности до поверхности земли,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510043
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.ad52

Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем осуществляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510085
Дата охранного документа: 20.03.2014
Показаны записи 11-17 из 17.
09.06.2018
№218.016.5f08

Цилиндрическое детонационное устройство

Изобретение относится к области испытания материалов, к исследованию свойств материалов при динамическом воздействии, в частности к взрывным устройствам нагружения для исследования сжимаемости материалов с применением цилиндрических зарядов взрывчатых веществ (ВВ) с внешним инициированием....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656650
Дата охранного документа: 06.06.2018
11.06.2018
№218.016.6184

Устройство для подачи газа во внутреннюю полость многокаскадного осесимметричного устройства имплозивного типа

Изобретение относится к области исследований физики высоких плотностей энергий и термоядерных реакций при реализации высокотемпературных состояний в сжатом газе. Устройство для подачи газа во внутреннюю полость многокаскадного осесимметричного устройства имплозивного типа содержит трубопровод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657086
Дата охранного документа: 08.06.2018
13.01.2019
№219.016.af6c

Эвакуационная люлька для выноса детей-младенцев из зоны пожара

Изобретение относится к оборудованию спасательных служб и может найти применение в качестве средства спасения и эвакуации людей из опасных зон в условиях пожара и предотвращения их гибели, в частности детей-младенцев из жилых домов, больничных палат и родильных домов. Эвакуационная люлька для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676793
Дата охранного документа: 11.01.2019
07.09.2019
№219.017.c8a7

Устройство для регистрации состояния, симметрии и динамики движения лайнеров в газовой среде

Использование: для исследований квазиизэнтропической сжимаемости газов в мегабарной области давлений. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит размещенные на основании полусферический заряд взрывчатого вещества, в полости которого осесимметрично последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699382
Дата охранного документа: 05.09.2019
30.05.2020
№220.018.222e

Плосковолновое нагружающее устройство

Изобретение относится к области проведения испытаний для изучения свойств образца под воздействием плоских ударных волн, конкретно к плосковолновому нагружающему устройству, которое может найти применение в целом ряде газодинамических исследований, проводимых в научных институтах. В частности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722192
Дата охранного документа: 28.05.2020
20.05.2023
№223.018.680e

Плосковолновое нагружающее устройство

Изобретение относится к области проведения экспериментов для исследования свойств материалов под воздействием плоских ударных волн, конкретно к плосковолновому нагружающему устройству, которое может найти применение в газодинамических исследованиях, проводимых в научных институтах....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794592
Дата охранного документа: 24.04.2023
16.06.2023
№223.018.7c58

Локализующее устройство для исследования быстропротекающих гидродинамических процессов

Изобретение относится к области техники взрывных работ и исследования быстропротекающих гидродинамических процессов, в частности к устройствам, обеспечивающим безопасность проведения экспериментов при интенсивных динамических (взрывных) нагрузках, создаваемых нагружающими устройствами, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002749766
Дата охранного документа: 16.06.2021
+ добавить свой РИД