Riggatron
Riggatron to projekt reaktora termojądrowego z zamknięciem magnetycznym stworzony przez Roberta W. Bussarda pod koniec lat 70. XX wieku. Jest to tokamak ze względu na swoją geometrię magnetyczną, ale dokonano w nim kilku niekonwencjonalnych wyborów inżynieryjnych. W szczególności Riggatron zastosował magnesy miedziane umieszczone wewnątrz płaszcza litowego , co, jak mieli nadzieję, doprowadzi do znacznie niższych kosztów budowy. Pierwotnie nazywany demontowalnym rdzeniem fuzyjnym tokamaka (DTFC), nazwa została później zmieniona i odnosiła się do Riggs Bank , która finansowała rozwój wraz z Bobem Guccione , wydawcą magazynu dla dorosłych Penthouse .
Konwencjonalny projekt tokamaka
W konwencjonalnej konstrukcji tokamaka magnesy zamykające są umieszczone na zewnątrz „koca” z ciekłego litu . Lit służy dwóm celom: jednym jest absorbowanie neutronów z reakcji syntezy jądrowej i wytwarzanie trytu , który jest następnie wykorzystywany do zasilania reaktora, a także drugorzędną rolę, jako ekran zapobiegający przedostawaniu się neutronów do magnesów. Bez płaszcza litowego neutrony dość szybko degradują magnesy.
Układ ten ma dwie wady. Po pierwsze, pole magnetyczne musi być wytwarzane nie tylko w plazmie, gdzie jest potrzebne, ale także w płaszczu, gdzie nie jest, co znacznie podnosi koszty budowy. Po drugie, rdzeń, w którym cewki magnetyczne wnikają w maszynę wzdłuż jej osi, musi być wystarczająco duży, aby pomieścić ekran, co ogranicza osiągalny współczynnik kształtu . Wyższy współczynnik proporcji zazwyczaj skutkuje lepszą wydajnością.
Ulepszenie Riggatrona
Riggatron zmienił układ konwencjonalnej konstrukcji, ograniczając rolę litu do produkcji wyłącznie trytu. Magnesy miały być odsłonięte bezpośrednio po wewnętrznej stronie rdzenia reaktora i przenosić pełny strumień neutronów. Wykluczało to użycie nadprzewodzących , a nawet magnesy miedziane musiałyby zostać wyrzucone w ciągu zaledwie 30 dni pracy. Riggatron został zaprojektowany tak, aby wymiana rdzenia była możliwie najłatwiejsza i najszybsza. Po usunięciu i wymianie magnesy zostaną następnie przetopione i ponownie przetworzone. Chociaż proces ten byłby kosztowny, mniejsza namagnesowana objętość (główny promień tylko 0,9 m ), większy współczynnik proporcji i zmniejszenie złożoności poprzez uniknięcie magnesów nadprzewodzących to kompromis, który, miejmy nadzieję, się opłaci.
Kolejną zaletą wybranych parametrów było to, że zapłon wydawał się możliwy przy samym ogrzewaniu omowym , w przeciwieństwie do droższych systemów, takich jak zwykle wymagany wtrysk jonów. Pierwsza propozycja, przedstawiona pod koniec lat 70. XX wieku, przewidywała, że urządzenie będzie w stanie wytworzyć około trzy lub cztery razy więcej mocy w reakcjach termojądrowych niż wykorzystywane do zasilania grzejników i magnesów. [ potrzebne źródło ] Oznacza to współczynnik wzmocnienia energii termojądrowej (lub po prostu „zysk termojądrowy” lub Q) wynoszący trzy lub cztery. Projekt nigdy nie został ukończony, ponieważ Guccioni nie był w stanie zapewnić 150 milionów dolarów potrzebnych na zbudowanie pełnowymiarowego urządzenia (z czego większość generator homopolarny ). [ wymagany cytat ]
Rozważenie zakładu badawczego zajmującego się syntezą jądrową
Badania przeprowadzone w tamtym czasie sugerują, że Riggatron nie był uważany za „pewną rzecz” przez innych członków establishmentu zajmującego się badaniami nad syntezą termojądrową. Istniejące eksperymentalne tokamaki na ogół nie zawierają płaszcza litowego, a zatem są dość podobne pod względem układu do Riggatrona, jednak żaden z tych reaktorów nie jest bliski wygenerowania wzmocnienia termojądrowego wynoszącego jeden, nie mówiąc już o trzech, które twierdzono w przypadku Riggatrona. Z perspektywy czasu wydaje się, że koncepcja Riggatrona prawdopodobnie by się nie sprawdziła ze względu na różne niestabilności plazmy, które odkryto dopiero podczas procesu projektowania. Zainteresowanie Riggatronem zasadniczo zniknęło.
Wraz z upadkiem pierwotnego projektu Bussard zaczął stosować nowe projekty inercyjnej elektrostatycznej syntezy termojądrowej o wyjątkowo wysokiej deklarowanej wydajności. Kulminacją było jego ostateczne opracowanie IEC przed śmiercią w październiku 2007 r. - Polywell .