SYSTEMS AND METHODS FOR FORMING AND MAINTAINING A HIGH PERFORMANCE FRC

• Main Authors: SMIRNOV, ARTEM, GUO, HOUYANG, PUTVINSKI, SERGEI, GARATE, EUSEBIO, BARNES, DAN, TUSZEWSKI, MICHEL, BINDERBAUER, MICHL
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 10.03.2020
• Subjects: FUSION REACTORS; NUCLEAR ENGINEERING; NUCLEAR PHYSICS; PHYSICS

Systems and methods that facilitate the formation and maintenance of new High Performance Field Reversed Configurations (FRCs). An FRC system for the High Performance FRC (HPF) includes a central confinement vessel surrounded by two diametrically opposed reversed-field-theta-pinch formation sections and, beyond the formation sections, two divertor chambers to control neutral density and impurity contamination. A magnetic system includes a series of quasi-dc coils axially positioned along the FRC system components, quasi-dc mirror coils betweem the confinement chamber and the adjacent formation sections, and mirror plugs between the formation sections and the divertors. The formation sections include modular pulsed power formation systems that enable FRCs to be formed in-situ and then accelerated and injected (=static formation) or formed and accelerated simultaneously (=dynamic formation). The FRC system further includes neutral atom beam injectors, a pellet injector, gettering systems, axial plasma guns and flux surface biasing electrodes. L'invention concerne des systèmes et des procédés qui facilitent la formation et la maintenance de nouvelles configurations à champ inversé (FRC) à hautes performances. Un système FRC pour la FRC à hautes performances (HPF) comprend une enveloppe de confinement centrale entourée par deux sections de formation de striction azimutale à champ inversé diamétralement opposées et, au-delà des sections de formation, deux chambres de diverteur pour agir sur la densité de neutres et la contamination par impuretés. Un système magnétique comprend une série de bobines quasi en courant continu positionnées axialement le long des composants du système FRC, des bobines miroir quasi en courant continu entre la chambre de confinement et les sections de formation adjacentes, et des bouchons miroir entre les sections de formation et les diverteurs. Les sections de formation comprennent des systèmes de formation à puissance pulsée modulaires qui permettent à des FRC d'être formés sur site et ensuite accélérés et injectés (= formation statique) ou formés et accélérés simultanément (= formation dynamique). Le système FRC comprend en outre des injecteurs de faisceaux d'atomes neutres, un injecteur de glaçons, des systèmes d'absorption, des canons à plasma axiaux et des électrodes de polarisation de surface de flux.