Comparative analysis of the power balance for D–3He fusion plasma in closed magnetic traps

This paper reports on a comparative analysis of the magnetic fusion energy systems based on aneutronic D–3He fuel. The power balance for a reactor is described for plasma confinement inside closed field lines (region called separatrix). Numerical model of the fusion power density energy balance condition is considered for the closed magnetic traps (tokamak, spherical tokamak, stellarator, and compact toroid). D–T, D–3He, and D–D (catalyzed) fuel cycles are discussed. The conceptual designs use a D–3He fuel cycle and require advances in technology and physics for economical attractiveness. Neutronic aspects and main parameters are presented. Results from the sys-tems analysis are summarized, and a comparison with the D–T-fueled tokamaks is included. The application of the plasma and engineering physics to the D–3He fuel cycle, however, is expected to produce a design that is competitive with fissile and fossil power plants.

Volume 11, 2011 year

Сравнительный анализ энергобаланса D–3He-плазмы в замкнутых термоядерных магнитных ловушках

Рассматриваются системы магнитного удержания высокотемпературной плазмы с замкнутыми силовыми линиями, которые на данный момент занимают лидирующие позиции при изучении физики управляемого термоядерного синтеза. Представлены схема энергетического баланса термоядерной D–3He-плазмы и основные характеристики реакторов, которые являются замкнутыми ловушками по способу удержания плазмы. Приведено сравнение концептуальных проектов на основе классических токамака и стелларатора, сферического токамака и компактного тора.

высокотемпературная плазма, энергетический баланс, термоядерный синтез

Volume 11, 2011 year