230 likes | 405 Views
Tokamak TM-1-MH. Z Moskvy cez AVČR na našu fakultu. Tomáš Markovič FJFI ČVUT. Cieľ prezentácie. Oboznámiť publikum so základným princípom fungovania tokamakov Vysvetliť ako sa dostal jeden na našu fakultu Priblížiť technické parametre tokamaku TM-1MH prijateľnou cestou.
E N D
Tokamak TM-1-MH Z Moskvycez AVČR nanašu fakultu Tomáš Markovič FJFI ČVUT
Cieľprezentácie Oboznámiť publikum so základným princípomfungovaniatokamakov Vysvetliťakosa dostal jeden na našu fakultu Priblížiť technické parametre tokamaku TM-1MH prijateľnou cestou
Účely konštukcietokamakov Hľadanie východiska z bezútešnejenergetickejsituácieľudstva Overenieteóriesprávaniasa plasmy v praxi Dosiahnuť a udržať energeticky výhodnúreakciu D + T = He + n (14.1 MeV)
Princípfungovania Na dosiahnutie 4. skupenstva látky je trebaohriaťplyn na vysokú teplotu Plasma veľmivýrazne reaguje na prítomnosť elektromagnetických polí Systémomcievoksa dá plasma udržať mimo stien reaktoru a zabrániť tak jej ochladeniu
Cesta tokamaku TM-1 MH Prvý funkčný tokamak Skonšruovaný v ZSSR Prvé roky – Jadrový Ústav A.V. Kurčatova v Moskve – TM-1 September 1977 – prevoz na ÚFP AVČR v Prahe – TM-11 MH a následne CASTOR Momentálne - Fakulta Jaderná a Fyzikálně Inženýrská ČVUT, premenovnie – GOLEM
Princíp práce TM-1-MH Do vyčerpanej komory sa napustí pracovný plyn Pomocou trysky a transformátorasa plyn ionizuje do stavu plasmy Systémomcievoksa plasma udrží pokiaľ možno čonajdlhšie
Hlavné komponenty a sekcie Komora Transformátor Systémy cievok Vákuový systém Napúšťanie a chladenie Riadenie a diagnostika
Komora tokamaku • Dvesekcie • Plášť • Medený 20 mm hrubý • Ochrana linerupredvplyvmivonkajších elektromagnetických polí • Na upevnenieďaľšíchkomponentov • Liner • Nerezový plech • Vovnútrisanachádza plasma
Transformátor Na ionizáciupracovného plynu do stavu plasmy Primárnevinutie - 24 závitov Sekundárnevinutie – samotná plasma Prvotný impulz – ionizačná tryska na vytvorenielokálnehonáboja Rýchlym vybitím transformátora do komory sa plyn ionizuje z lokálnehonáboja do celého objemu
Ohrievanie • Ohmické ohrievanie – Závity zospodnej strany tokamaku, batéria vybíjaná pomaly • Mikrovlnné ohrievanie – frekvenciamedzidolnouhybridnoufrekvenciou a cyklotrónovoufrekvenciouelektrónov • V dôsledkuLandanovhoútlmupredajú vlny energiuelektrónom
Systémy cievok • Na udržanie plasmy v malom objeme na zvýšenie hustoty a zabráneniuochladenia • Rozdelenie • Toroidálne pole • Stabilizácia
Cievkytoroidálnehopoľa 28 medenýchcievok každá po 8 závitov Rovnomernerozmiestnené na plášti Kontrola magnetického poľa – Rogowskéhopáskom na 29. (nenainštalovanej) cievke Napájané z LC liniek
Generátory pretoroidálne pole 1200 kondenzátorov typu 5/150 (LC linky) Rozdelené do nezávislých 12 sekcií, každá cezvlastný ignitron do společného komuátorucezkoaxalnekáble Nastavené na postupné pomalé vybíjanie
Stabilizácia polohy plasmatického prstenca • Plasma je veľminestabilnásústava. Každá minimálna nestabilita môžespôsobiť celkový kolaps • Automatický systém spätnovezobnéhoriadenia polohy • Tranzistorováregulácia • Na snímanievertikálnej a horizontĺnej polohy – 6 párovcievok po obvodetokamaku • Na korekciu polohy – Stabilizačnécievky
Vákuový systém • Na úspešnúreakciutrebaeliminovaťprímesy a nečistoty v komore • Dva systémy • Vákuový systém linera (lepšia úroveň) • Vákuový systém plášťa (trošku horšia úroveň) • Terazsapoužíva už len jedna vrstva vákua • Čerpaniesystémomrotačiek a difúziek • Na zlepšenie kvality vákua – ohrievanie komory až po 300 stupňov celsia
Pracovné plyny Hlavnýpracovný plyn – vodík Použitie aj deuteria a hélia Uskladnenie v tlakových nádobách Napúšťaniecez niklový ventil
Chladiaci systém Chladenie jednotlivých vstupov a celkového povrchu plášťa Systém medenýchtrubiek Pracovnákvapalina - voda
Riadenie Cezriadiaci pult Tlak (aj teplota) napúšťaného plynu Prúdy v stabilizačnýchcievkach Napätie v transformátore a v LC linkách Indikátory na pulte
Diagnostika Charakter impulznejprevádzky Langmuierove sondy Rogowského pás Interferometer Spektroskopia Diamagnetické merania Mikrovlnná diagnostika
Budúcnosť Použitie na účely výuky oboru Termojaderná fúze na FJFI ČVUT Sprevádzkovanie, overenietesnenialineru Zdigitalizovanie kontroly stabilizačnýchcievok Integrovanie mikrovlnného ohrevu
Záver Oboznámilismesa s princípomfungovania tokamaku Povedalisme si o minulosti jedného tokamaku A tiežniečo o jeho budúcnosti
Poďakovanie FJFI ČVUT za otvorenieštudijného oboru Fyzika a technika termojaderné fúze ÚFP AVČR za darovanie tokamaku CASTOR našejfakulte a za sprístupnenie jeho technickejdokumentácie Vám za pozornosť