Управляемого термоядерного

На 16.9 приведена модель реального р-и-перехода. Здесь помимо управляемого сопротивления Ra показаны неуправляемые сопротивления контактов R и емкости />-я-перехода: барьерная С6 и диффузионная СДИф. Наличие у реальных ^-«-переходов сопротивлений контактов к сказывается на виде ВАХ в области прямых управляющих напряжений: характеристика располагается ниже по сравнению с идеализированным /7-и-переходом (область 5 на 16.6).

В принципе, в качестве ключевых элементов аналогового ключа можно использовать любой элемент, способный работать в режиме управляемого сопротивления. Однако лучшим образом удовлетворяет перечисленным выше требованиям аналоговые ключи на основе ПТ.

Лучшими свойствами обладает регулятор на основе ПТ, изображенной на 18.16, в. Здесь ПТ используется: в качестве управляемого сопротивления. Цепь управления практически не потребляет мощность, так как транзистор обладает чрезвычайно большим сопротивлением по управляющему входу. Регулятор характеризуется хорошей развязкой цепей сигнала и управления. В цепи сигнала нет р-и-переходов, а имеется омическое сопротивление, управляемое напряжением. Регулятор способен коммутировать сигналы с широким динамическим диапазоном с меньшими нелинейными искажениями, чем рассмотренные выше регуляторы.

Согласно 8.5 и условию (8.12) напряжение на входе управляемого сопротивления

§ 15.29. Принцип работы транзистора в качестве управляемого сопротивления. Рассмотрим принцип работы транзистора р-п-р-тнпа в схеме с общей базой ( 15.20, о). Вследствие дифсэузии в цере-ходном слое между эмиттером и базой и между базой и коллектором имеются объемные заряды (на 15.19, а не показаны). В ^-области объемные заряды отрицательны, а в «-области положительны.

§ 15.29. Принцип работы транзистора в качестве управляемого сопротивления 393

Конструкция электрохимического управляемого сопротивления (этот прибор иногда называют мимистором) показана на 10.15.

Перемножители на основе управляемого сопротивления наиболее просты. Если сопротивление пропорционально управляющему напряжению, то ток через это сопротивление пропорционален произведению или частному входного и управляющего сигналов. В качестве управляемых напряжением сопротивлений можно использовать фоторезисторы ( 1.31).

На 16.9 приведена модель реального р-п-перехода. Здесь помимо управляемого сопротивления Яд показаны неуправляемые сопротивления контактов R и емкости р-и-перехода: барьерная Q и диффузионная СДИф. Наличие у реальных р-«-переходов сопротивлений контактов к сказывается на виде ВАХ в области прямых управляющих напряжений: характеристика располагается ниже по сравнению с идеализированным р-я-переходом (область 5 на 16.6).

В принципе, в качестве ключевых элементов аналогового ключа можно использовать любой элемент, способный работать в режиме управляемого сопротивления. Однако лучшим образом удовлетворяет перечисленным выше требованиям аналоговые ключи на основе ПТ.

Лучшими свойствами обладает регулятор на основе ПТ, изображенной на 18.16, в. Здесь ПТ используется в качестве управляемого сопротивления. Цепь управления практически не потребляет мощность, так как транзистор обладает чрезвычайно большим сопротивлением по управляющему входу. Регулятор характеризуется хорошей развязкой цепей сигнала и управления. В цепи сигнала нет ^-«-переходов, а имеется омическое сопротивление, управляемое напряжением. Регулятор способен коммутировать сигналы с широким динамическим диапазоном с меньшими нелинейными искажениями, чем рассмотренные выше регуляторы.

стоком, проходящего через образованный токопроводя-щий канал. При небольшом значении Uc{Uc

Электромеханические НЭ. в состав которых входят УМ кратковременного и ударного действия, применяются для питания различной электрофизической аппаратуры: электромагнитов ускорителей, установок типа «Токамак» для управляемого термоядерного синтеза, крупных магнитных систем, плазмотронов и др. [2.1, 2.36]. Наиболее характерным циклом работы УМ является накопление кинетической энергии в маховой массе ротора (заряд ЭМН) и последующий ударный разряд генератора, в котором получают кратковременно токи от сотен килоампер до нескольких мегаампер с типичной длительностью разряда ?р~0,01 ч-0,5 с при относительно низком напряжении. В случае прямого питания нагрузки от УМ напряжение ограничено, как правило, значением порядка Ю В. Для увеличения напряжения предусматривают совместную работу УМ с индуктивным НЭ, который заряжается от униполярного генератора (УГ) и переводится посредством коммутатора в разрядный режим с высоким значением ЭДС e=—Ldi!di, обусловленным соответствующей скоростью di/dt изменения тока.

Одно из основных препятствий получения управляемого термоядерного синтеза (УТС) состоит в удержании плазмы, которой свойственна чрезвычайная нестабильность. В естественных условиях на Солнце плазма находится в сильном гравитационном поле. На Земле плазму можно удержать в специальном сильном магнитном поле.

До 1973 г. исследования по управляемому термоядерному синтезу возглавлял один из ведущих физиков нашего времени акад. Л. А. Арцимович. Под его руководством советские ученые, работающие в области управляемого, термоядерного синтеза, заняли ведущее положение в мире, а программа «Токамак» завоевала мировое признание.

Существенно отметить международный характер развития исследований по управляемому термоядерному синтезу и в этом — инициатива Советского Союза. Во время визита в Англию нашей правительственной делегации в 1956 г. акад. И. В. Курчатов рассказал о наиболее интересных результатах, достигнутых в этой области в нашей стране. Позже примеру Советского Союза последовали и другие страны. Оказалось, что, работая независимо друг от друга в условиях строгой секретности, ученые разных стран пришли к одинаковым идеям осуществления управляемого термоядерного синтеза. С тех нор эти работы ведутся открыто с широким обменом результатами, обсуждением перспективных идей.

Работы в этой области были начаты около 1950 г. в СССР, США и Англии, и длительный период велись каждой страной обособленно, без публикации получаемых результатов. Лишь с 1956г. стал проводиться регулярный международный обмен соответствующей научной информацией (после доклада И. В. Курчатова в Харуэлле), и только с 1958 г. обсуждение проблем управляемого термоядерного синтеза стало включаться в программы международных физических съездов и конференций. В настоящее время работы по изучению управляемых термоядерных реакций помимо упомянутых стран ведут также и другие страны.

методов ядерной физики в различных отраслях науки и техники, дальнейшей разработки проблемы управляемого термоядерного синтеза...»20

2. Превращение ядерной энергии в важнейший источник прироста производства электроэнергии и тепла как важнейшее достижение НТП, существенно облегчая ситуацию с энергоснабжением народного хозяйства, вместе с тем ставит очень капиталоемкие задачи дальнейшего совершенствования ядерно-энергетических технологий, наращивания производственных мощностей и расширения сырьевой базы ядерной энергетики, включая переход к производству вторичного ядерного горючего и в перспективе — к использованию управляемого термоядерного синтеза. Все это требует удельных капиталовложений, намного превышающих расходуемые при традиционных способах производства энергии.

6. На рассматриваемом этапе НТП в энергетике наряду с повышением эффективности производства должен в большей мере идти по пути расширения ресурсной базы энергетики. Около четверти общего производства (т. е. до половины прироста производства) энергоресурсо'в в предстоящее двадцатилетие можно обеспечить такими принципиально новыми технологиями, как ядерная энергетика, третичные методы добычи нефти, освоение арктического шельфа, электропередачи постоянного тока для вовлечения восточных углей в баланс европейских районов и др. Необходимо сделать крупный шаг в получении вторичного ядерного горючего (реакторы на быстрых нейтронах, регенерационные циклы) и в освоении реакции управляемого термоядерного синтеза.

Физика управляемого термоядерного синтеза Магнитное удержание .......

Тема управляемого термоядерного синтеза может показаться неуместной в главе о ядерной энергетике, т. е. уже существующей технологии. В каком-нибудь будущем издании управляемый термоядерный синтез можно будет выделить в самостоятельную главу. Однако в

Сырье для управляемого термоядерного синтеза может быть добыто из морской воды, а поскольку этих запасов по прогнозам хватит ка очень долгое время — возможно, даже на