Способ создания плазмы в электромагнитной ловушке

 

Изобретение относится к физике плазмы. Целью изобретения является увеличение эффективности инжекцииi Способ заключается в напуске рабочего газа в ловушку и фокусировке электрическим полем ускоренного, пучка электронов с последующей инжекцией его через осевое отверстие ловушки в область удержания плазмы. При этом на инжектируемый в ловушку пучок предварительно воздейстуют продольным : магнитным полем. Направление продольного магнитного поля противоположно направлению магнитного поля Н в осевом отверстии, через которое прог-, изводится инжекция( Величина продольного магнитного поля доллсна быть меньше, чем 1/2 HO. При этом увеличивается -эффективный радиус инжекции, а следовательно, и поток электронов в ловушку. 1 ил. S (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 05 Н 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4122212/24-25 (22) 30.06.86 (46) 07.01.88. Бюл. N - 1 (72) Н.Н.Салопа (53) 533.9(088.8) (56) Магнитные ловушки. — Киев 1968, вып. 3, с. 112-114.

Азовский Ю.С. и др. Исследование однощелевой электромагнитной ловушки

"Юпитер 1 M " .— Физика плазмы, 1980, т. 6, Н - 2, с. 256-263. (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПЛАЗМЫ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЛОВУШКЕ (57) Изобретение относится к физике плазмы. Целью изобретения является увеличение эффективности инжекции

Способ заключается в напуске рабочего

ÄÄSUÄÄ 1365377 А1 газа в ловушку и фокусировке электрическим полем ускоренного. пучка электронов с последующей инжекцией его через осевое отверстие ловушки в область удержания плазмы. При этом на инжектируемый в ловушку пучок предварительно воздейстуют продольным магнитным полем. Направление продольного магнитного поля противоположно направлению магнитного поля Н в осевом отверстии, через которое про;. изводится инжекция Величина продольного магнитного поля должна быть меньше, чем 1/2 Н,. При этом увеличивается эффективный радиус инжекции, а следовательно, и поток электронов в а ловушку. 1 ил, 1365377 е Ндо

t тп с

30

40

ro —(50

Изобретение относится к физике плазмы и проблеме управляемого термоядерного синтеза и может быть использовано для получения высокотемпературной плазмы.

Цель изобретения — увеличение потока электронов в ловушку.

Увеличение эффективного диаметра пучка инжектируемых электронов дости- 10 гается предварительным воздействием на инжектируемые электроны продольным магнитным полем Нд„, направление которого противоположно направлению магнитного поля Н, в очевом отверстии 1 ловушки, через которое производится: инжекция, причем величина поля Н,„ должна быть меньше, чем 1/2 Н,.

Предварительное воздействие продольного магнитного поля приводит к 20 тому, что электроны пучка приобретают угловую скорость где е и m — заряд и масса электрона; с — скорость света.

Наличие у частиц ф изменяет условия попадания ее в неадибатическую зону ловушки, и радиальные размеры

r, захватываемого в рабочей зоне ловушки пучка электронов определяются следующим соотношением: где б — ларморовский радиус элект -е ронов;

R — - радиус ловушки.

Знак "-" в (1) соответствует противоположным направлениям Н, и Н,„ .

Для этого случая

Уравнение (2(имеет решение лишь при H4,„ + 1/2 Н (в противоположном случае подкоренное выражение меньше О), что накладцвает сверху ограни- 55 чение на Н,„ . (Реально при H* „

= 1/2 Н, электрон отражается магнитным полем Н ). Продольное магнитное поле Н,„ для предварительного воэдействия на инжектируемые электроны создается непосредственно в области расположения эмиттера электронов.

На чертеже схематически изображены электромагнитная ловушка и источник электронов.

В вакуумную камеру 1 из баллона 2 напускают рабочий газ. Пропускают встречно направленные токи по соленоидам 3 и 4, создающим ограничивающее объем удержания плазмы магнитное поле, а также по соосному им соленоиду 5, создающему в области расположения эмиттера 6 электронов магнитное поле Н,„, противоположное по направлению и меньшее чем 1/2 величины поля соленоида 4. Вместо соленоида 5 может быть использован и постоянный магнит с такими же параметрами.

Эмиттер 6 электронов располагается в месте, где влияние магнитного поля соленоида 4 пренебрежимо мало. Это условие не является жестким, так как магнитное поле короткого соленоида спадает более чем квадратично по мере удаления от него.

На запирающие электроды 7 подают отрицательный потенциал, по величине равный потенциалу на электродах 8 и 9 инжектора. Подачей на электроды 8 и 9 импульса положительного напряжения относительно эмиттера производят инжекцию электронов. Под воздействием магнитного поля соленоида 5 электроны е Ндо„ приобретаютугловую скорость = ††-р

mc а затем транспортируются в ловушку фокусирующей системой 10. Это может быть, например, набор электрических квадрупольных линз. Наличие у инжектируемых электронов угловой компоненты скорости позволяет проводить инжекцию в рабочую зону большее число электронов. Инжектированные в ловушку электроны ионизируют рабочий газ, в результате чего в ловушке образуется плазма.

Иа формулы (2) следует, что создание в области источника электронов продольного магнитного поля, в

4 раза меньшего поля в осевом отверстии ловушки и противоположного последнему по направлению, в 42 раза увеличивает эффективный радиус инжекции и, следовательно, позволяет вдвое увеличить по сравнению с известным способом поток электронов, инжекти65377

Составитель В. Чуянов

Редактор Н. Яцола Техред М.Ходанич . Корректор M. Максимишинец

Заказ 6659/57 Тираж 833 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4 з 13 руемых в рабочую (неадиабатическую) зону электромагнитной ловушки.

Формула изобретения

Способ создания плазмы в электромагнитной ловушке, состоящий в напуске рабочего газа в ловушку, фокусировке электрическим полем ускоренного пучка электронов с последующей инжекцией его через осевое отверстие ловушки в область удержания плазмы, отличающийся тем, что, с цельюувеличения потока электронов в

5 ловушку, на инжектируемыйв ловушкупу™ чок предварительно воздействуют продольным магнитным полем, направление которого противоположно направлению магнитного поля Н, в осевом отверстии, 10 через которое производится инжекция, а величина поля должна быть меньше чем 1/2 Н,.