Реферат на тему: Плазма и топливный цикл термоядерного реактора. Физические основы реактора-токамака

Введение

Сегодня человечество удовлетворяет свои потребности в энергии, главным образом сжигая нефть, газ и уголь. Однако запасы нефти и газа ограничены: с учётом роста потребления энергии они могут быть в значительной мере исчерпаны за какие-нибудь 30-50 лет. Кроме того, нефть и газ - это не только топливо, но и ценное сырьё для получения ряда химических продуктов, производства белка и других важных веществ.

Как же развиваться энергетике? Путь оптимального её развития был намечен нашей страной, построившей более 40 лет назад первую АЭС. Именно ускоренное развитие атомной энергетики и является перспективой на будущее.

АЭС сегодняшнего дня используют реакцию деления тяжёлых ядер. Но имеются ещё огромные потенциальные резервы развития в лёгких ядрах, которые могут быть реализованы в реакциях синтеза. Водородная бомба - это демонстрация возможности освобождения такой энергии в форме взрыва чудовищной силы. Но в скором времени физики осуществят управляемый термоядерный синтез (УТС).

Не исключено, что необходимые темпы роста производства энергии в перспективе будет трудно поддерживать, даже "сжигая" во все больших масштабах дешёвый уран и вырабатываемый в реакторах на быстрых нейтронах плутоний. Кроме того, с развитием ядерной энергетики придётся иметь дело с большими массами радиоактивных отходов и ужесточения требования к радиационной безопасности. Сегодня неясно, как это скажется на экономике ядерной энергетики. УТС же, использующий в качестве на начальном этапе дейтерий и литий, а затем только дейтерий. Может стать поистине не иссекаемым источником энергии, позволяющим резко снизить радиационную опасность.

Последние 40 лет работы по УТС ведутся широким фронтом в различных направлениях. В итоге одним из наиболее перспективных путей решения этой проблемы признана разработка систем с магнитным удержанием плазмы, среди которых токамаки занимают передовые позиции.

Термин "токамак" был предложен И.Н. Головиным и Н.Я. Явлинским, которые, начав в 50-х годах исследования по управляемым термоядерным реакциям, избрали для этой цели вакуумную камеру в форме бублика и внутри её с помощью мощного газового разряда создали нагретый до очень большой температуры газ - высокотемпературную плазму. Для стабилизации плазмы использовалось сильное продольное магнитное поле. От первых слогов названий основных компонентов установки - ТОроидальная КАмера с МАГнитным полем - и было образованно слово "токамак" (при этом звонкая согласная Г была заменена на глухую К)

Оглавление

- 1.Введение

- Плазма и топливный цикл термоядерного реактора

- Физические основы реактора-токамака

- Условия термоядерного горения

- Нагрев плазмы

- Магнитное удержание

- Удаление продуктов реакции из плазмы

- Переход к непрерывному режиму

- Инженерные аспекты термоядерного реактора

- Магнитная система

- Криогенная система

- Вакуумная система

- Система энергопитания

- Бланкет реактора

- Тритиевый контур

- Защита реактора

- Системы дополнительного нагрева плазмы и подпитки ее топливом

- Система управления

- Термоядерные реакторы-токамаки и их характеристики

- Термоядерный синтез завтра

- Вывод