Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 11 - Termonukleär forskning, av Erling Dahlberg, Stig Lundquist och Robert Nilsson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Fig. 3. Stellaratorn.
The stellarator.
Som redan påpekats är det nödvändigt att begränsa
strålningen från plasmat. Man har arbetat med detta
problem efter två linjer. Dels har apparaterna
konstruerats så att man kunnat gasa ur dem vid hög
temperatur, vilket möjliggjort basvakuum av
storleksordningen 10~10 mm Hg, dels har en speciell anordning
kallad "divertor" utexperimenterats. Denna fungerar
så, att den kontinuerligt skalar av det yttersta
plasmaskiktet, som får träffa metallplattor ett stycke från
urladdningskärlet. Här rekombineras joner och
elektroner och den frigjorda gasen pumpas bort.
Användningen av denna apparat har medfört en ökning av
jontemperaturen med en faktor 10.
Slutligen skall kanske nämnas, att man i den under
byggnad varande C-stellaratorn hoppas uppnå
temperaturer av storleksordningen 10s °K. När den 1960
tas i drift, avser man att prova alla komponenter i
större skala, för att sedan kunna ta steget till en
ter-monukleär reaktor. En sådan kan dock göras
ekonomiskt bärkraftig endast om plasmat har mycket hög
täthet, och man vet ännu ej om denna täthet kan
uppnås med bibehållen stabilitet.
Magnetiska speglar
I många försök använder man en speciell typ av
magnetfält, s.k. spegelfält. Denna fälttyp
kännetecknas av ett centralområde med i huvudsak homogent
fält, i bägge ändar avslutat med områden med
starkare fält, fig. 4. Dessa ändregioner verkar, se nedan,
som "speglar" för laddade partiklar från
centralregionen. I allmänhet gör man fältet axialsymmetriskt
och speglarna lika; ett sådant fält erhålles i en
solenoid som lindas glesare på mitten. En uppfattning
om instängningsegenskaperna får man genom att
studera, hur en ensam partikel beter sig.
En laddad partikels rörelse i ett homogent
magnetfält kan beskrivas som en rotation vinkelrätt mot
fältriktningen överlagrad på rotationscentrums rörelse.
Samma bild kan med god noggrannhet användas i ett
godtyckligt magnetfält, så länge fältets relativa
ändring över en gyroradie respektive över en gyroperiod
är mycket liten. För rörelsen i ett axialsymmetriskt
spegelfält (utan ^-komponent) gäller då följande
samband:
1. En cirkel genom rotationscentrum, vilken ligger
i ett plan vinkelrätt mot axeln, och som har sin
medelpunkt på denna, omsluter alltid samma flöde.
Detta innebär, att rotationscentrum, bortsett från en
eventuell vridning kring axeln, hela tiden rör sig
längs en och samma kraftlinje.
2. Partikeln omkretsar alltid samma flöde. Detta
kan åskådliggöras så att man tänker sig
rotationscirkeln som en liten motståndslös strömslinga; denna
omsluter alltid konstant flöde. Uttryckt på annat sätt
innebär detta samband, att rotationsrörelsens
kinetiska energi är proportionell mot fältstyrkan.
Det första sambandet innebär, att partikeln hindras
att försvinna vinkelrätt mot kraftlinjerna. Av det
andra följer, om fältet är tidsoberoende och alltså den
totala kinetiska energin är konstant, att en partikel som
rör sig mot starkare fält bromsas upp och, om fältet
stiger tillräckligt, vänder. Huruvida en partikel
reflekteras eller inte beror ej på dess totalenergi utan
endast på hur denna fördelar sig, exempelvis i
mittplanet.
Av de två sambanden kan man också sluta sig till
verkan av ett tidsberoende magnetfält. Ökar
fältstyrkan, så ökar rotationsenergin och därmed
totalenergin samtidigt som rotationscentrum närmar sig
axeln, vilket motsvarar en
kompressionsuppvärmning. Härvid förbättras reflexionen i speglarna. Man
kan också låta speglarna närma sig varandra, så att
hastigheten längs fältet vid varje reflexion ökas med
dubbla spegelhastigheten. Denna axiella kompression
medför en försämring av reflexionen, och bör därför
kombineras med en radiell kompression.
Om man nu övergår från en ensam partikel till ett
plasma får man lov att ta hänsyn dels till sådana
elektriska och magnetiska fält, som kan uppstå
genom laddningsseparation och strömmar i plasmat,
och dels till inverkan av kollisioner.
På grund av fältets axialsymmetri kan man
emellertid vänta sig, att någon laddningsseparation ej
uppkommer och likaså bör de strömmar, som induceras
i plasmat endast medföra att magnetfältet minskas
i mittregionen. Detta förbättrar speglarnas
reflexionsförmåga, men det sätter också en övre gräns för den
partikeltäthet, som kan hållas innesluten vid en viss
temperatur.
Inverkan av kollisioner är dock mer väsentlig.
Speglarna förmår endast kvarhålla de partiklar, vilkas
hastigheter med tillräckligt stor vinkel avviker från
fältriktningen; de andra försvinner omedelbart. Vid
en kollision ändras denna vinkel och så småningom
går samtliga partiklar förlorade. Sannolikheten för
en stor vinkeländring minskar emellertid snabbt då
hastigheten ökar, samtidigt som sannolikheten för
fusion stiger. Plasmat måste därför mycket snabbt
upphettas till en tillräckligt hög temperatur. Detta
ställer stora krav, nära gränsen för det tekniskt
möjliga, på en eventuell fusionsreaktor med
spegelfälts-instängning. Troligen tvingas man att söka förbättra
instängningen, vilket kan tänkas ske på flera sätt. Ett
av dessa är att injicera plasmat med en avsevärd
begynnelsetemperatur, ett annat är att försätta plasmat
i rotation kring axeln, varvid centrifugalkraften
verkar hindrande på partiklarnas rörelse mot
speglarna. Denna rotation kan åstadkommas genom att man
1 156 ELTEKN I K 1958
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
