Большая Советская Энциклопедия (УП)

Величину (часто называют коэффициент полезного действия (кпд). В условиях стационарной работы системы и при нулевой полезной мощности уравнение баланса энергии в реакторе имеет вид:

  h(P_o + P_r + P_t ) = P_r + P_t , (1)

  где P_o – мощность ядерного энерговыделения, P_r – мощность потока излучения и P_t – энергетическая мощность потока ускользающих частиц. Когда левая часть написанного равенства делается больше правой, реактор перестаёт расходовать энергию и начинает работать как термоядерная электростанция. При написании равенства (1) предполагается, что вся рекуперированная энергия без потерь возвращается в реактор через инжектор вместе с потоком подводимого нагретого топлива. Величины Р_о , P_r и P_t известным образом зависят от температуры плазмы, и из уравнения баланса легко вычисляется произведение

  n t = f (T ), (2)

где f (T ) для заданного значения кпд h и выбранного сорта топлива есть вполне определённая функция температуры. На рис. 2 приведены графики f (T ) для двух значений h и для обеих ядерных реакций. Если величины h, достигнутые в данной установке, расположатся выше кривой f (T ), это будет означать, что система работает как генератор энергии. При h = ¹ /₃ энергетически выгодная работа реактора в оптимальном режиме (минимум на кривых рис. 2 ) отвечает условию («критерии Лоусона»):

  реакции (d, d): n t >10¹⁵ см ^-3 ·сек ;

  Т ~ 10⁹ К;  (3)

реакции (d, t): n t > 0, 5·10¹⁵ см ^-3 ·сек,

  Т ~ 2·10⁸ К.

  Т. о., даже в оптимальных условиях, для наиболее интересного случая – реактора, работающего на равнокомпонентной смеси дейтерия и трития, и при весьма оптимистических предположениях относительно величины (необходимо достижение температур ~ 2·10⁸ К. При этом для плазмы с плотностью ~ 10¹⁴ см ^-3 должны быть обеспечены времена удержания порядка секунд. Конечно, энергетически выгодная работа реактора может происходить и при более низких температурах, но за это придется «расплачиваться» увеличенными значениями n t.

  Итак, сооружение реактора предполагает: 1) получение плазмы, нагретой до температур в сотни миллионов градусов; 2) сохранение плазменной конфигурации в течение времени, необходимого для протекания ядерных реакций. Исследования по У. т. с. ведутся в двух направлениях – по разработке квазистационарных систем, с одной стороны, и устройств, предельно быстродействующих, с другой.

  У. т. с. с магнитной термоизоляцией. Рассмотрим сначала первый вариант. Энергетический выход на уровне 10⁵ квт/м ³ достигается для (d, t) реакций при плотности плазмы ~ 10¹⁵ см ^-3 и температуре ~ 10^8K . Это означает, что размеры реактора на 10⁶ –10⁷ квт