SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING AND MAINTAINING A FIELD WITH A FIELD REVERSED CONFIGURATION (FRC)

• Main Authors: BARNES, Dan, GUO, Houyang, SMIRNOV, Artem, GARATE, Eusebio, TUSZEWSKI, Michel, BINDERBAUER, Michl, PUTVINSKI, Sergei
• Format: Patent
• Language: English; Russian
• Published: 05.03.2020
• Subjects: FUSION REACTORS; NUCLEAR ENGINEERING; NUCLEAR PHYSICS; PHYSICS

A provided high performance field reversed configuration (FRC) includes a central confinement vessel, two diametrically opposed reversed-field-theta-pinch formation sections coupled to the vessel, and two divertor chambers coupled to the formation sections. A magnetic system includes quasi-dc coils axially positioned along the FRC system components, quasi-dc mirror coils between the confinement chamber and the formation sections, and mirror plugs between the formation sections and the divertors. The formation sections include modular pulsed power formation systems enabling static and dynamic formation and acceleration of the FRCs. The FRC system further includes neutral atom beam injectors, pellet injectors, gettering systems, axial plasma guns and flux surface biasing electrodes. The beam injectors are preferably angled toward the midplane of the chamber. In operation, FRC plasma parameters including plasma thermal energy, total particle numbers, radius and trapped magnetic flux, are sustainable at or about a constant value without decay during neutral beam injection. Предложенная высокоэффективная конфигурация с обращенным полем (FRC) включает в себя центральную емкость для удержания, две диаметрально противоположные формирующие секции тета-пинчей с обращенным полем, связанные с упомянутой емкостью, и две камеры диверторов, связанные с формирующими секциями. Магнитная система включает в себя катушки квазипостоянного тока, расположенные аксиально вдоль компонентов FRC-системы, зеркальные катушки квазипостоянного тока между камерой удержания и формирующими секциями и зеркальные пробки между формирующими секциями и диверторами. Формирующие секции включают в себя модульные формирующие системы импульсного питания, позволяющие осуществлять статическое и динамическое формирование, а также ускорение FRC. FRC-система дополнительно включает в себя инжекторы пучков нейтральных атомов, инжекторы таблеток, системы геттерирования, осевые плазменные пушки и электроды, смещающие поверхности потока. Инжекторы пучков предпочтительно наклонены к средней плоскости камеры. В процессе работы параметры FRC-плазмы, включая термическую энергию плазмы, общие количества частиц, радиус и захватываемый магнитный поток, поддерживаются на или примерно на постоянном значении без спада во время инжекции пучков нейтральных частиц.