Изобретение относится к способу оптимизации рециклинга рабочего газа в токамаке. Способ предусматривает поступление в плазму молекул и атомов рабочего газа с поверхностей стенок вакуумной камеры, подвижного и неподвижного лимитеров, и системы газонапуска с трубопроводом. Причем одновременно снижают поток атомов, рождающихся в результате отражения ионов и атомов, поступающих из плазмы, от поверхностей стенок вакуумной камеры и лимитеров с нейтрализацией, снижают поток молекул рабочего газа, поступающий в плазму с поверхностей стенки вакуумной камеры и лимитеров и увеличивают поток молекул рабочего газа в плазму из системы газонапуска. Остаточный поток быстрых атомов снижают, направляя поток, отраженный от поверхности подвижного и неподвижного лимитеров, в сторону поверхности стенки вакуумной камеры, в которой выполнены полости. Поток молекул рабочего газа снижают при помощи нанесения на поверхности стенки вакуумной камеры и лимитеров геттера. Поток молекул рабочего газа увеличивают, размещая выход трубопровода системы газонапуска на поверхности подвижного лимитера, обращенной к плазме, а на выходе трубопровода устанавливают сопло Лаваля. Электронную температуру плазмы в области выхода трубопровода системы газонапуска оптимизируют путем дополнительного нагрева. Техническим результатом является обеспечение радиальных профилей плотности заряженных частиц плазмы и атомов рабочего газа, оптимальных с точки зрения удержания энергии в плазме и обеспечивающего получение более высокого энергетического времени жизни в основном объеме плазмы токамака и более высокий КПД. 1. Способ оптимизации рециклинга рабочего газа в токамаке, основанного на поступлении молекул и атомов рабочего газа с поверхностей стенок вакуумной камеры, подвижного и неподвижного лимитеров, и системы газонапуска с трубопроводом, отличающийся тем, что одновременно снижают поток атомов, рождающихся в результате отражения ионов и атомов, поступающих из плазмы, от поверхностей стенок вакуумной камеры и лимитеров с нейтрализацией, снижают поток молекул рабочего газа, поступающий в плазму с поверхностей стенки вакуумной камеры и лимитеров и увеличивают поток молекул рабочего газа в плазму из системы газонапуска.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток атомов снижают путем формирования микрорельефа на поверхностях стенок вакуумной камеры.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что формируют микрорельеф в виде микронеровностей, размер которых в несколько раз меньше ларморовского радиуса ионов водорода в области их взаимодействия с поверхностями стенок вакуумной камеры.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что формируют микрорельеф путем размещения на поверхностях стенок вакуумной камеры металлического войлока.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что остаточный поток быстрых атомов, образующихся в результате отражения ионов с нейтрализацией, снижают, направляя поток, отраженный от поверхности подвижного и неподвижного лимитеров в сторону поверхности стенки вакуумной камеры.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток молекул рабочего газа, снижают при помощи нанесения на поверхности стенки вакуумной камеры и лимитеров геттера.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что поток молекул рабочего газа, снижают при помощи нанесения на поверхности стенки вакуумной камеры и лимитеров регенерируемого геттера, напыляемого между рабочими циклами установки.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток молекул рабочего газа увеличивают, размещая выход трубопровода системы газонапуека на поверхности подвижного лимитера, обращенной к плазме.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электронную температуру плазмы в области выхода трубопровода системы газонапуска оптимизируют при помощи методов дополнительного нагрева.
10. Устройство для оптимизации рециклинга рабочего газа в установках токамак, содержащее вакуумную камеру, с расположенными в ней подвижным и неподвижным лимитерами, и системой газонапуска с трубопроводом, отличающееся тем, что боковые поверхности подвижного и неподвижного лимитеров выполнены таким образом, что преимущественный вектор скорости атомов, образующихся при упругом отражении от этих поверхности с нейтрализацией, направлен на стенку вакуумной камеры, в стенке вакуумной камеры в области преимущественного падения отраженных атомов выполнены полости, выход трубопровода системы газонапуска размещен на поверхности подвижного лимитера, обращенной к плазме, а поверхности стенок вакуумной камеры и лимитеров выполнены с микрорельефом.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что на выходе трубопровода системы газонапуска установлено сопло Лаваля.
12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что на поверхности стенок вакуумной камеры и лимитеров нанесен геттер.
13. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что микрорельеф выполнен в виде микронеровностей, размер которых в несколько раз меньше ларморовекого радиуса ионов водорода в области их взаимодействия с поверхностями.
14. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что микрорельеф выполнен из металлического войлока.
15. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что вне вакуумной камеры установлен гиротрон, соединенный с ней волноводом, ось которого ориентирована параллельно большому радиусу тороидальной системы координат токамака, а выход расположен в области выхода трубопровода системы газонапуска.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток атомов снижают путем формирования микрорельефа на поверхностях стенок вакуумной камеры.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что формируют микрорельеф в виде микронеровностей, размер которых в несколько раз меньше ларморовского радиуса ионов водорода в области их взаимодействия с поверхностями стенок вакуумной камеры.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что формируют микрорельеф путем размещения на поверхностях стенок вакуумной камеры металлического войлока.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что остаточный поток быстрых атомов, образующихся в результате отражения ионов с нейтрализацией, снижают, направляя поток, отраженный от поверхности подвижного и неподвижного лимитеров в сторону поверхности стенки вакуумной камеры.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток молекул рабочего газа, снижают при помощи нанесения на поверхности стенки вакуумной камеры и лимитеров геттера.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что поток молекул рабочего газа, снижают при помощи нанесения на поверхности стенки вакуумной камеры и лимитеров регенерируемого геттера, напыляемого между рабочими циклами установки.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток молекул рабочего газа увеличивают, размещая выход трубопровода системы газонапуека на поверхности подвижного лимитера, обращенной к плазме.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электронную температуру плазмы в области выхода трубопровода системы газонапуска оптимизируют при помощи методов дополнительного нагрева.
10. Устройство для оптимизации рециклинга рабочего газа в установках токамак, содержащее вакуумную камеру, с расположенными в ней подвижным и неподвижным лимитерами, и системой газонапуска с трубопроводом, отличающееся тем, что боковые поверхности подвижного и неподвижного лимитеров выполнены таким образом, что преимущественный вектор скорости атомов, образующихся при упругом отражении от этих поверхности с нейтрализацией, направлен на стенку вакуумной камеры, в стенке вакуумной камеры в области преимущественного падения отраженных атомов выполнены полости, выход трубопровода системы газонапуска размещен на поверхности подвижного лимитера, обращенной к плазме, а поверхности стенок вакуумной камеры и лимитеров выполнены с микрорельефом.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что на выходе трубопровода системы газонапуска установлено сопло Лаваля.
12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что на поверхности стенок вакуумной камеры и лимитеров нанесен геттер.
13. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что микрорельеф выполнен в виде микронеровностей, размер которых в несколько раз меньше ларморовекого радиуса ионов водорода в области их взаимодействия с поверхностями.
14. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что микрорельеф выполнен из металлического войлока.
15. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что вне вакуумной камеры установлен гиротрон, соединенный с ней волноводом, ось которого ориентирована параллельно большому радиусу тороидальной системы координат токамака, а выход расположен в области выхода трубопровода системы газонапуска.