Прямое преобразование энергии облаков лазерной и термоядерной плазмы в электрическую при их разлете в магнитном поле

Рассмотрены физические и электротехнические основы перспективного метода прямого преобразования кинетической энергии разлетающегося облака плазмы в электрическую за счет индуктивной генерации токов в замкнутых нагрузочных витках, охватывающих плазму и ориентированных поперек внешнего магнитного поля. В результате анализа процессов торможения плазмы магнитным полем и передачи ее энергии в индуктивную нагрузку получены общий вид решения задачи и ее безразмерные параметры, определяющие радиус торможения, ток витка и теоретическое значение КПД такого преобразования. Оценена роль основных физических эффектов, в том числе паразитных (неустойчивости и джоулев нагрев плазмы), влияющих на реальную величину КПД. На основе сравнения полученных результатов с данными экспериментов, проведенных на стенде КИ-1 с облаками лазерной плазмы, и результатами известных численных расчетов показано, что в оптимизированном варианте рассматриваемого метода преобразования энергии лазерного термоядерного синтеза может быть достигнута эффективность до 30%.