Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Моделирование термоядерной установки с внутренним каталитическим циклом

15.06.2021 2021 - №02 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

С.Н. Столбов Ю.В. Дробышевский И.М. Анфимов В.А. Варлачев С.П. Кобелева С.А. Некрасов Корженевский А.В.

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2021.2.13

УДК: 621.039, 53.05, 53.043

Приводятся результаты натурных экспериментальных исследований, подтвердивших возможность эффективного управления потоками тепловых нейтронов, и получена их количественная оценка. Разработана теоретическая модель, позволяющая моделировать процессы и оценить количественно полученные эффекты. Эти результаты являются базой для создания новой схемы термоядерных реакторов с каталитически обеспеченным подходом реализации термоядерной энергетики. Нагрев и выгорание топливной смеси производится при взаимодействии гелия-3 с тепловыми нейтронами, при этом идет формирования топливного цикла реактора, замкнутого по тритию, гелию-3 и по нейтронам. Они выгорают в процессе и нарабатываются вновь. Предложена новая схема термоядерных реакторов с каталитически обеспеченным подходом к реализации термоядерной энергетики, внутренним нейтронным разогревом плазмы и каталитически стабилизированным составом. Предварительное моделирование позволило заключить, что реактор термоядерного синтеза с внутренним каталитическим циклом может быть достаточно компактным и реализуемым без значительных финансовых затрат.

Ссылки

  1. Семенов И. Энергетика будущего: управляемый термоядерный синтез. Что такое термоядерный реактор ИТЭР и почему так важно его создание? / Материалы лекции, прочитанной 27 ноября 2008 года в ФИАН им Лебедева. Электронный ресурс: https://elementy.ru/video/114/Energetika_budushchego_upravlyaemyy_termoyadernyy_si ntez_Chto_takoe_termoyadernyy_reaktor_ITER_i_pochemu_tak_vazhno_ego_sozdanie (дата доступа 25.09.2020).
  2. Стрелков В.С. Термоядерная энергетика: 60 лет исследований. Что дальше? // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. – 2016. – Т. 39. – Вып. 1. с.5-14
  3. Головин И.Н. Малорадиоактивный управляемый термоядерный синтез (реакторы с D-3 He). Препринт ИАЭ-48858. – М.: ИАЭ, 1989. 47 с.
  4. МухинК.М. Экспериментальная ядерная физика. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 616 с.
  5. Дробышевский Ю.В., Столбов С.Н. Способ управляемого термоядерного синтеза и управляемый термоядерный реактор для его осуществления. Патент RU № 2056649. – 1992 г.
  6. Столбов С.Н., Дробышевский Ю.В. Термоядерный реактор с внутренним каталитическим циклом. // SCI-ARTICLE.RU – 2014. – № 16. Электронный ресурс: https://sciarticle.ru/stat.php?i=1418333672 (дата доступа 25.09.2020).
  7. Дробышевский Ю.В., Столбов С.Н. Устройство для формирования направленного потока нейтронов. Патент RU № 1821818. – 1990.
  8. Гуревич И.И., Протасов В.П. Нейтронная физика. – М. Энергоатомиздат, 1997. – 416 с.
  9. Власов Н.А. Нейтроны. – М.: Наука, 1971. – 551 с.
  10. Дробышевский Ю.В., Анфимов И.М., Варлачев В.А., Кобелева С.П., Некрасов С.А., Столбов С.Н. Экспериментальное подтверждение селективной сепарации нейтронов. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2020. – № 3. – С. 148-159; DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.3.15 .
  11. Анфимов И.М., Варлачев В.А., Дробышевский Ю.В. и др. Регистрация эффекта селективной сепарации тепловых нейтронов. // ВАНТ. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2018. – Вып. 1. – С. 24-30.
  12. Анфимов И.М., Дробышевский Ю.В., Столбов С.Н. и др. Регистрация эффекта селективной сепарации тепловых нейтронов. // Известия института инженерной физики. – 2018. – Т. 3. – № 49. – С. 21-26.
  13. Дробышевский Ю.В., Анфимов И.М., Варлачев В.А., Кобелева С.П., Некрасов С.А., Столбов С.Н. Анизотропные структуры для концентрации потоков тепловых нейтронов. // Приборы и техника эксперимента. – 2020. – № 1. – С. 1-6.
  14. Drobyshevsky Yu.V., Anfimov I.M., Varlachev V.A., Kobeleva S.P., Nekrasov S.A., Stolbov S.N. Experimental Confirmation of a New Method for Selective Neutron Separation. // Nuclear Energy and Technology. – 2020. – No. 6 (4). – PP. 235-241; DOI: https://doi.org/10.3897/nucet.6.60294 .
  15. Варлачев В.А., Зенков А.Г. Солодовников Е.С. Особенности нейтронно-трансмутационного легирования кремния на исследовательских реакторах. // Известия вузов. Физика. – 1998. – № 4. – С. 210-215.
  16. Бакер В.Е., Кокс П.А., Вестайн П.С., Кулесз Д.Д., Стрехлов Р.А. Взрывные явления, оценка и последствия. / Под ред. Я.Б. Зельдовича, Б.Е. Гельфанда. – М.: Мир, 1986. – 319 с.
  17. Капица П.Л. Свободный лазерный шнур в высокочастотном поле при высоком давлении. // ЖЭТФ. – 1969. – Т. 57. – С. 1801.
  18. Гусейнов Т.Х., Расулов Э.А., Бабаева Р.Ф. Двойной электрический слой гелиевого разряда в режиме модуляции. // Известия вузов. Физика. – 2019. – № 9. – C. 132-138; DOI: https://doi.org/10.17223/00213411/62/9/132.
  19. Кобайн Джеймс Д., Харрис Лоусон П. Magnetohidrodynamic Generator Configuration. Patent US №3149247, 1964.
  20. Кокорев Л.С., Харитонов В.В. Прямое преобразование энергии и термоядерные энергетические установки. – М.: Атомиздат, 1980. – 216 с.
  21. Субботин М.Л., Курбатов Д.К., Филимонова Е.А. Обзор состояния исследований демонстрационных термоядерных реакторов в мире. // ВАНТ. Серия: Термоядерный синтез. – 2010. – Вып. 3. – С. 55-74.

термоядерный реактор каталитически замкнутый внутренний топливный цикл управление потоком нейтронов эффект сепарации тепловых нейтронов радиальный магнитно-динамический (РМГД) генератор