POSSIBILITY OF ACHIEVING THERMONUCLEAR IGNITION BY MAGNETOHYDRODYNAMIC COMPRESSION OF A SOLID TARGET BY THE CURRENT OF A DISC EXPLOSIVE MAGNETIC GENERATOR

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

One of the fields of thermonuclear research is gas-dynamic thermonuclear fusion based on spherical cumulative compression of deuterium–tritium (DT) gas using an explosive charge. Unfortunately, due to high compression asymmetry, it was not possible to achieve the ignition threshold, despite more than half a century of the development. The work considers an alternative path based on cylindrical cumulative compression of DT gas by a magnetic field. This method may be free from the drawback associated with compression symmetry. The possibility of achieving the ignition threshold in this way is shown by calculations. At the same time, modern technologies based on explosive magnetic generators make it possible to implement the conditions required for this. However, the analysis shows that the efficiency of converting magnetic field energy into thermonuclear neutron energy, DT plasma burnup, and neutron radiation yield are significantly inferior to the developed approach associated with the compression of preheated magnetized DT plasma (previously MAGO/MTF, now MagLIF).

Sobre autores

A. Ivanovskii

Russian Federal Nuclear Center—All-Russian Scientific Research Institute of Experimental Physics; Sarov State Physics and Technical Institute, National Research Nuclear University (MEPhI)

Email: ivanovsky@elph.vniief.ru
Sarov, 607188 Russia; Sarov, 607186 Russia

V. Mamyshev

Russian Federal Nuclear Center—All-Russian Scientific Research Institute of Experimental Physics

Sarov, 607188 Russia

Bibliografia

  1. Козырев А.С. Газодинамический термоядерный синтез. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2005. 144 с.
  2. Попов Н.А. Высокие плотности энергии. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 1997. C. 493.
  3. Анисимов А.Н., Аринин А.Н., Арифов М.И., Будников И.Н., Герасимов В.М., Данов В.М., Дудин И.Ф., Дудин В.И., Зотов Е.В., Красовский Г.Б., Кручинин В.А., Логвинов А.Л., Мешков Е.Е., Морозов И.В., Мочалов А.П., Мхитарьян Л.С., Петушков В.С., Попов В.В., Стасько В.В.Т., Толшмяков А.И. // Хим. физика. 1993. № 12. C. 749.
  4. Попов Н.А., Щербаков В.А., Минеев В.Н., Зайдель Р.М., Фунтиков А.И. // УФН. 2008. Т. 178. С. 1087. https://doi.org/10.3367/UFNr.0178.200810f.1087
  5. Мохов В.Н., Чернышев В.К., Якубов В.Б., Протасов М.С., Данов В.М., Жаринов Е.М. // ДАН СССР. 1979. Т. 247. С. 83.
  6. Гриневич Б.Е., Демидов В.А., Ивановский А.В., Селемир В.Д. // УФН. 2011. Т.181. С.422. https://doi.org/10.3367/UFNr.0181.201104к.0422
  7. Буйко А.М., Волков Г.И., Гаранин С.Ф., Демидов В.A., Долин Ю.Н., Змушко В.В., Иванов В.А., Корчагин В.П., Ларцев М.В., Мамышев В.И., Мочалов А.П., Мохов В.Н., Морозов И.В., Москвичев Н.Н., Пак С.В., Павловский Е.С., Чернышев В.К., Якубов В.Б. // ДАН. 1995. Т. 344. С. 323.
  8. Lindemuth I., Reinovsky R.E., Christian R.E., Ekdahl C.F., Goforth J.H., Haight R.C., Idzorek G., King N.S., Kirpatrick R.C., Larson R.E., Morgan G.L., Olinger B.W., Oona H., Sheehey P.T., Shlaster J.S., Smith R.C., Veeser L.R., Warthen B.J., Younger S.M., Chernychev V.K., Mokhov V.N., Demin A.N., Dolin Y.N., Garanin S.F., Ivanov V.A., Korchagin V.P., Pak S.V., Pavlovskii E.S., Sileznev N.Y., Skobelev A.N., Volkov G.I., Yakubov V.B. // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 75. P. 1953. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.75.1953
  9. Garanin S.F. // IEEE Trans. Plasma Science. 1998. V. 26. P. 1230. https://doi.org/10.1109/27.7225155
  10. Garanin S.F., Mamyshev V.I., Palagina E.M. // IEEE Trans. Plasma Science. 2006. V. 34. P. 2268. https://doi.org/10.1109/TPS.2006.878370
  11. Garanin S.F., Mamyshev V.I., Yakubov V.B. // IEEE Trans. Plasma Science. 2006. V. 34. P. 2273. https://doi.org/10.1109/TPS.2006.878368
  12. Garanin S.F. Physical processes in MAGO-MTF systems (in Russian). Sarov, 2012.
  13. Chernychev V.K., Korchagin V.P., Babich L.P., Burenkov O.M., Dolin Yu.N., Duday P.V., Dudin V.I., Ivanov V.A., Ivanovsky A.V., Karpov G.V., Kraev A.I., Kudel’kin V.B., Kutsyk I.M., Mamyshev V.I., Morozov I.V., Pak S.V., Pollyushko S.M., Shaidullin V.Sh., Skobelev A.N., Tokarev V.A., Volkov A.A., Volkov G.I. // IEEE Trans. Plasma Science. 2016. V. 44. P. 250. https://doi.org/10.1109/TPS.2016.2524211
  14. Чернышев В.К., Корчагин В.П., Бабич Л.П. Буренков О.М., Волков Г.И., Долин Ю.Н., Дудин В.И., Иванов В.А., Ивановский А.В., Карпов Г.В., Краев А.И., Куделькин В.Б., Морозов И.В., Пак С.В., Полюшко С.М., Скобелев А.Н., Токарев В.А., Зубаерова Р.Р. // Физика плазмы. 2018. T. 44. С. 133. https://doi.org/10.7868/S0367292118020026
  15. Slutz S.A., Herrmann M.C., Vesey R.A., Sefkow A.B., Sinars D.B., Rovang D.C., Peterson K.J., Cuneo V.E. // Phys. Plasmas. 2010. V. 17. P. 056303. https://doi.org/10.1063/1.3333505
  16. Slutz S.A., Vesey R.A. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. P. 025003. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.025003
  17. Gomez M.R., Slutz S.A., Sefkow A.B., Sinars D.B., Hahn K.D., Hansen S.B., Harding E.C., Knapp P.F., Schmit P.F., Jennings C.A., Awe T.J., Geissel M., Rovang D.C., Chandler G.A., Cooper G.W., Cuneo M.E., Harvey-Thompson A.J., Herrmann M.C., Hess M.N., Johns O., Lamppa D.C., Martin M.R., Mcbride R.D., Peterson K.J., Porter J.L., Robertson G.K., Rochau G.A., Ruiz C.L., Savage M.E., Smith I.C., Stygar W.A., Vesey R.A. // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 113. P. 155003. https://doi.org/10.1103/PhysREVLett.113.155003
  18. Gomez M.R., Slutz S.A., Sefkow A.B., Hahn K.D., Hansen S.B., Knapp P.F., Schmit P.F., Ruiz C.L., Sinars D.B., Harding E.C., Jennings C.A., Awe T.J., Geissel M., Rovang D.C., Smith I.C., Chandler G.A., Cooper G.W., Cuneo M.E., Harvey-Thompson A.J., Hess M.N., Lamppa D.C., Martin M.R., Mcbride R.D., Peterson K.J., Porter J.L., Rochau G.A., Savage M.E., Stygar W.A., Vesey R.A., Herrmann M.C., Schroen D.G. // Phys. Plasmas. 2015. V. 22. P. 056306. https://doi.org/10.1063/4919394
  19. Гаранин С.Г., Ивановский А.В., Куликов С.М., Мамышев В.И., Певный С.Н., Рогачев В.Г. // Физика плазмы. 2022. Т. 47. С. 1. https://doi.org/10.31857/S036729212202007X
  20. Ивановский А.В., Мамышев В.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 638. https://doi.org/10.1134/S/063780Х23600639
  21. Дудай П.В., Зименков А.А., Ивановский А.В., Климушкин К.Н., Краев А.И., Куделькин В.Б., Мамышев В.И., Полюшко С.М., Цибиков З.С., Шаповалов Е.В. // Доклады РАН. Физика. Технические науки. 2021. Т. 498. С. 7. https://doi.org/10.31857/S2686740021030081
  22. Buyko A.M., Garanin S.F., Demidov V.A., Kostukov V.N., Kuzyaev A.I., Kulagin A.A., Mamyshev V.I., Mokhov V.N., Petrukhin A.A., Piscarev P.N., Protasov M.S., Chernyshev V.K., Shevtsov V.A., Yakubov V.B. // Megagauss Field and Pulsed Power Systems / Ed. V.M. Titov, G.A. Shvetsov. N. Y., London: Nova Science Publishers, 1990. P. 743.
  23. Lemke R.W., Dolan D.H., Dalton D.G., Brown J.L., Tomlinson K., Robertson G.R., Knudson M.D., Harding E., Mattsson A.E., Carpenter J.H., Drake R.R., Cochrane K., Blue B.E., Robinson A.C., Mattsson T.R. // J. Appl. Phys. 2016. V. 119. P. 015904. https://doi.org/10.1063/1.4939675
  24. Ivanovsky A.V. // Proc. XIII Int. Confer. Megagauss Magnetic Fields Generation and Relation Topics, Suzhou, China, 2010 / Ed. Sun Chengwei and Liu Cangli. 2010. P. 32.
  25. Базанов А.А., Бочков Е.И., Гаранин С.Г., Дудай П.В., Зименков А.А., Ивановский А.В., Климушкин К.Н., Комаров В.М., Краев А.И., Куделькин В.Б., Мамышев В.И., Полюшко С.М., Цибиков З.С., Шаповалов Е.В. // ДАН. 2019. Т. 489. С. 355. https://doi.org/10.1134/S1028335819120012
  26. Вахрамеев Ю.С., Мохов В.Н., Попов Н.А. // Атомная энергия. 1980. Т. 49. C. 121.
  27. Fraley G.S., Linnebur E.J., Mason R.J., Morse R.L. // Phys. Fluids. 1974. V. 17. P. 474.
  28. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Гос. из-во физико-математической лит-ры, 1963.
  29. Брагинский C.И. // Вопросы теории плазмы. Вып. 1 / под ред. М.А. Леонтовича. М.: Госатомиздат, 1963. С. 183.
  30. Бакулин Ю.Д., Куропатенко В.Ф., Лучинский А.В. // ЖТФ. 1976. Т. 46. С. 1963.
  31. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. М.: Мир, 1972.
  32. Гаранин С.Г., Мамышев В.И. // ПМТФ. 1990. № 1. С. 30.
  33. Buyko A.M., Garanin S.F., Demidov V.A., Kostjukov V.N., Kuzjaev A.I., Kulagin A.A., Mamyshev V.I., Mokhov V.N., Petrukhin A.A., Piskarev P.N., Protasov M.S., Chernyshev V.K., Shevtsov V.A., Yakubov V.B. // Megagauss Fields and Pulsed Power systems (MG-V). 1989. P. 743.
  34. Фортов В.Е. Мощные ударные волны на земле и в космосе. М.: Физматлит, 2019.
  35. Козлов Б.Н. // Атомная энергия. 1962. Т. 12. С. 238.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025