"ЛИНЕЙНЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР ЛИНРЕК"

20.06.2018. Формула изобретения термоядерный реактор с Z-образным магнитным полем "Термоядерный реактор Линрек-Z".
Термоядерный реактор (прототип описан в патенте US4172008A 1979 года, срок действия которого истек), который использует сталкивающиеся встречные плазменные пучки из ускорителей квазинейтральной плазмы, к которым приложена электрическая разность потенциалов, которые сталкиваются в центре вакуумного сосуда с продольным магнитным полем, который отличается тем, что
1.
- В середине вакуумного сосуда имеется ограниченный участок, в котором магнитное поле меняет свое направление и величину (Z-образный участок магнитного поля).
- Работой реактора управляет электронное устройство, которое задает старт и параметры первого плазменного пучка, старт и параметры второго плазменного пучка, старт подачи разности электрических потенциалов первого плазменного пучка и второго плазменного пучка, величину магнитного поля на Z-образном участке таким образом, что головные части заряженных электрически плазменных пучков встречаются именно на Z-образном участке магнитного поля.
- Ось первого плазменного пучка не совпадает с осью второго пучка и находится на определенном расстоянии от оси второго пучка в плоскости, в которой сдвинута ось магнитного поля на Z-образном участке, так что двумя плазменными пучками и между двумя заряженными электрически головными частями встречных плазменных пучков существует достаточно большой момент вращения в месте встрече этих головных частей.
При встрече двух заряженных плазменных пучков на Z-образном участке магнитного поля возникает вращение положительных электрических зарядов и отрицательных электрических зарядов вокруг их центра масс вследствие их притяжения, возникают сильные кругообразные электрические токи на Z-образном участке магнитного поля, которые создают сильное магнитное поле, которое удерживает поступающую в Z-образный участок магнитного поля плазму встречных плазменных пучков.
2. То же, что в пункте 1, но электроды для подачи электрического напряжения на плазменные пучки находятся внутри вакуумного сосуда.
3. То же, что в пункте 1, но конец ускорителя плазмы находится внутри вакуумного сосуда.
4. То же, что в пункте 1, но вместо металлических электродов для подачи напряжения на плазменные пучки используются плазменные электроды.
5. То же, что в пункте 1, но вместо металлических электродов для подачи напряжения на плазменные пучки используются части самих плазменных ускорителей.
6. То же, что в пункте 1, но вместо дейтериево-тритиевой смеси используются дейтерий или водород, и выделяющаяся в реакторе энергия поглощается в окружающем вакуумный сосуд бланкете, а затем отводится к турбогенератору электроэнергии.
7. То же, что в пункте 1, но вместо дейтериево-тритиевой смеси используются смесь бора и водорода, и выделяющаяся в реакторе энергия высокоэнергетичных ядер гелия преобразуется в электрическую напрямую в магнитогидродинамическом генераторе (анейтронный процесс).
8. То же, что в пункте 1, но вместо дейтериево-тритиевой смеси используется плазма из тяжелых элементов для трансмутации элементов и получения дорогих и редких элементов из распространенных.
9. То же, что пункте 1, но вакуумный сосуд вместе с окружающим его соленоидом имеет Z-образный изгиб для создания Z-образного участка магнитного поля.
10. То же, что пункте 1, но на Z-образном участке магнитного поля имеются дополнительные соленоиды для изменения конфигурации магнитного поля на на Z-образном участке.
11. То же, что пункте 1, но ускорители плазмы установлены на движущихся платформах для изменения расстояния между их осями.
12. То же, что пункте 1, но оси первого и второго пучка плазмы сдвинуты не в той плоскости, в которой сдвинута ось магнитного поля на Z-образном участке, а в перпендикулярной плоскости.
13. То же, что пункте 1, но вместо вакуумного сосуда используется наполненный газом сосуд, плазменные ускорители и плазменные пучки отсутствуют , а катод и анод сдвинуты относительно оси сосуда в плоскости Z-образного изгиба магнитного поля, так что при разряде положительный и отрицательный заряды встречаются на Z-образном участке.
14. То же, что пункте 1, но во время генерации плазменных пучков после первой подачи электрического напряжения на плазменные пучки затем производится еще несколько подач электрического напряжения на плазменные пучки .


20.06.2018. Краткое описание изобретения термоядерный реактор с Z-образным магнитным полем "Термоядерный реактор Линрек-Z".
1. Область техники. Изобретение относится к области энергетики, а именно к области термоядерных реакторов. Это перспективная область энергетики, которая использует выделение огромной энергии при слиянии ядер легких элементов, таких как водород, дейтерий, тритий, гелий-3, литий, бор. В связи с неограниченностью топлива и экологической чистотой термоядерную энергию справедливо считают энергией будущего.
2. Уровень техники. На данный момент ни одного термоядерного реактора, который производил бы электроэнергии больше, чем потребляет, не существует. В мире имеется множество дизайнов термоядерных реакторов, а также множество экспериментальных установок термоядерных реакторов https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_fusion_experiments. Однако, ни один из этих реакторов не производит электроэнергию для электрической сети, тем более в промышленных масштабах. Проблема состоит в том, что в существующих реакторах не достигается необходимый критерий Лоусона (произведение концентрации ядер на время удержания n*t). Минимальное значение критерия Лоусона для дейтериево-тритиевой смеси составляет 2*10^20 с/кубометр. Для термоядерных реакторов на встречных плазменных пучках критерий Лоусона определяется плотностью пучка (для самых мощных электродинамических плазменных ускорителей http://www.triniti.ru/Plasmaaccel.html лучший результат 10^22 ядер/кубометр), лучший результат для длительности пучка 500 микросекунд (хотя одновременно эти параметры недостижимы). Таким образом без удержания критерий Лоусона недостижим, для достижения этого критерия нужно улучшить параметры ускорителей плазмы в сотни раз и более. Удержание в линейных открытых ловушках приводит к утечке плазмы в продольном направлении, по оси продольного магнитного поля.
3. Раскрытие изобретения. Для увеличения плотности плазмы и увеличения времени удержания используется новый термоядерный реактор Линрек-Z. Это вакуумная труба длиной от 1 метра и до десятков метров, диаметром от десятков сантиметров до метра, в зависимости от мощности реактора. Хотя, в дальнейшем при миниатюризации ускорителей плазмы возможна длина трубы и ее диаметр до 10 сантиметров. В трубе создано продольное магнитное поле от нескольких долей Тесла до нескольких Тесла. В середине это поле имеет Z-образный изгиб, так что ось поля сдвигается на расстояние от сантиметра до нескольких десятков сантиметров. Оси плазменных ускорителей также сдвинуты друг относительно друга на расстояние такого же порядка в этой же плоскости. Таким образом при встрече плазменных пучков они имеют большой момент вращения. К пучкам приложено высокое напряжение (от десятков киловольт до мегавольт). При встрече головных частей заряженных плазменных пучков в Z-образном изгибе, ядра и электроны, притягиваясь друг к другу на высокой скорости, по инерции начинают вращаться вокруг центра масс. Так возникают кругообразные токи в Z-образном изгибе магнитного поля, величина которых сравнима с током разряда в плазме, то есть мегаамперы и более. Эти кругообразные токи создают огромное магнитное поле в Z-образном изгибе, десятки и сотни Тесла, которые и удерживают поступающую в Z-образный изгиб высокоэнергетичную плазму. Таким образом плотность плазмы увеличивается в сотни раз относительно начальной плотности пучка, поскольку вся плазма из пучков длиной несколько метров и несколько десятков метров удерживается в ограниченной области размером в несколько сантиметров или несколько десятков сантиметров. Кроме того, сам электрический разряд сжимает плазменные пучки, уменьшая диаметр пучков в несколько раз и увеличивая концентрацию ядер в пучке. Кругообразные токи в Z-образном изгибе магнитного поля затухают, время их затухания зависит от конфигурации магнитного поля в в Z-образном изгибе и от начальных параметров пучков. В любом случае время их затухания гораздо больше времени самого плазменного импульса, и таким образом время удержания плазмы увеличивается от микросекунд до миллисекунд и секунд, что уже достаточно для многократного превышения критерия Лоусона. Пример и доказательство длительного удержания плазмы с помощью сильных кругообразных токов - это шаровая молния, которая живет минутами и даже часами. А шаровая молния образуется по подобному механизму, когда заряды в линейной молнии встречаются не на прямом участке, а на Z-образном изгибе линейной молнии, и начинают вращаться относительно центра масс. Другого объяснения возникновения кругообразных токов в шаровой молнии не может быть, поскольку сильный линейный ток линейной молнии может преобразоваться в кругообразный ток шаровой молнии только при встрече быстро движущихся разноименных электрических зарядов, которые имеют большой момент вращения относительно центра масс.
4. Осуществление изобретения. Как описано выше, эффективность термоядерного реактора достигается при существующем уровне плазменных ускорителей. Стоимость такого реактора небольшая, так как, кроме двух серийных плазменных ускорителей, достаточно изменить конфигурацию магнитного поля в вакуумном сосуде и создать электронное устройство управления параметрами. То, что изобретение "Термоядерный реактор Линрек-Z" осуществимо и эффективно как промышленный термоядерный реактор, доказывается существованием шаровой молнии, которая образуется по принципу, подобному изложенному в описании изобретения "Термоядерный реактор Линрек-Z" (вращение разноименных быстро движущихся электрических зарядов при их встрече на Z-образном изгибе электрического разряда).



Описание изобретения согласно требований Укрпатента -
https://drive.google.com/file/d/1sydanU1L6vBZLjoiAhzq5tqT-zNl-DNH/view
(на украинском языке)

Формула изобретения согласно требований Укрпатента -
https://drive.google.com/file/d/1LhiHmny_blbPS1w2xmxFcu6zWBIKy0cY/view
(на украинском языке)

© Харченко Анатолий Иванович, 2018
© Anatolii I. Kharchenko, 2018

Реактор встречного ядерного и теплового ядерного синтеза

Linear Fusion Reactor Linrec

на главную страницу Линрека