Шумаев Вячеслав Витальевич

В работе произведен расчет термодинамических функций термоядерной плазмы следующих параметров: температура 0.1÷10 кэВ, плотность 10 – 10⁵ кг/м³, магнитная индукция порядка 10³ Тл. Для этих целей использована модель Томаса–Ферми для веществ с заданной температурой и плотностью. Выполнены оценки влияния внешнего магнитного поля на транспортные свойства вещества и вид внутренних оболочек атомов и ионов . Для алюминия получены распределения радиальной плотности электронов по радиусу атомной ячейки, а также давление, удельная внутренняя энергия и энтропия в зависимости от температуры и плотности. Также учтены квантовые и обменные поправки для давления.

В статье получены оценки ларморовских радиусов заряженных продуктов термоядерной реакции, соответствующие величинам магнитного поля, характерным для режимов магнитно-инерциального термоядерного синтеза (МИТС). Показано, что под действием сильного магнитного поля большая часть заряженных продуктов реакции практически всё время остаётся в мишени и отдаёт ей значительную долю своей энергии. Приведены критерии зажигания (магнитно-инерциальные критерии Лоусона) для замагниченных сферических и цилиндрических мишеней. Получены оценки требующейся для зажигания термоядерной реакции энергии и мощности. Показано, что рабочие  режимы МИТС лежат в области сравнительно малых значений параметра ρ R ( r R - оптическая толщина сжатого топлива, T – температура плазмы), что приводят к практически десятикратному снижению требований к энергии и мощности источника нагрева.

Для D –T-плазмы в магнитно-инерциальном термоядерном синтезе (МИТС) рассмотрены условия зажигания, зависимости вклада энергии a –частиц в термоядерную мощность от величины магнитного поля; построены диаграммы в координатах r R ( T ) ( r R - оптическая толщина сжатого топлива, T – температура плазмы). Также получены выражения для критерия зажигания (магнитно-инерциального критерия Лоусона) и проиллюстрировано его уменьшение под действием сильного магнитного поля. Проведено сравнение сферической и цилиндрической мишеней с точки зрения эффективности их применения в МИТС. Планируется аналогичное рассмотрение малорадиоактивной реакции D-³He