Способ ускорения плазмы

 

Изобретение относится к плазменной технике , в частности, к сильноточным коаксиальным плазменным ускорителям с собственным азимутальным магнитным полем, и может быть использовано для их конструирования. Целью изобретения является повышение прочности конструкции и упрощение условий эксплуатации ускорителя за счет уменьшения тока в стержнях магнитной системы катодного блока. Для этого в коаксиальном квазистационарном плазменном ускорителе, содержащем камеры предварительной ионизации и ускорения рабочего тела, дрейфовый канал, анодный и катодный блоки, в дрейфовый канал подают рабочее тело и между катодным блоками прикладывают напряжение. По криволинейным стержням, расположенным в шинах тороидной оболочки катодного блока, пропускают ток, а на образованную этим током сепаратрисную поверхность магнитного поля, расположенную в шине, подают электроны. В нишах магнитное поле разрядного тока ослаблено. Поэтому при пропускании через стержни тока J<SB POS="POST">C</SB> в направлении, противоположном разрядному току J<SB POS="POST">P</SB>, уже при относительно малых токах магнитной системы J<SB POS="POST">C</SB> ≤0,1J<SB POS="POST">P</SB> образуется необходимая конфигурация магнитного поля, защищающего катодный блок. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО0ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

8 А1 (19) (Ю (50 4 H 05 Н 1 5 р:щв393

l i.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ CCCP

1 (21) 4253286/24-25 (22) 01.06.87 (46) 07.09.89. Бюл. Р 33 (72) А.И.Морозов, В.А.Невровский и О,А.Шуров (53) 533.9(088.8) (56) Виноградов А.К., Морозов А.И.

Стационарные компрессионные течения.

В кн. физика и применение плазменных ускорителей ° — Минск: Наука и техника, 1974, с. 103-141.

Авторское свидетельство СССР

У 1356948, кл. Н 05 Н 1/54, 1985. (54) СПОСОБ УСКОРЕНИЧ ПЛАЗМЫ (57) Изобретение относится к плазменной технике, в частности к сильноточным коаксиальным плазменным ускорителям с собственным азимутальным магнитным полем, и может быть использовано для их конструирования. Целью изобретения является повышение прочности конструкции и упрощение условий эксплуатации ускорителя эа счет уменьИзобретение относится к плазменной технике, в частности к сильноточным коаксиальным плазменным ускорителям с собственным азимутальным магнитным полем, и может быть использовано для их конструирования.

Целью изобретения является повышение прочности и упрощение условий эксплуатации устройства за счет уменьшения величины тока в стержнях магнитной система катодного блока.

2 шения тока в стержнях магнитной системы катодного блока. Для этого в коаксиальном квазистационарном плазменном ускорителе, содержащем камеры предварительной ионизации и ускорения рабочего тела, дрейфовый канал, анодный и катодный блоки, в дрейфовый канал подают рабочее тело и между катодным блоками прикладывают напряжение.

По криволинейным стержням, расположенным в шинах тороидной оболочки катодного блока, пропускают ток, а на образованную этим током сепаратрисную поверхность магнитного поля, расположенную в шине, подают электроны. В нишах магнитное поле разрядного тока ослаблено. Поэтому при пропускании через стержни тока I в направлении, противоположном разрядному току I <, уже при относительно малых токах магнитной системы I 0,1I образуется необходимая конфигурация магнитного поля, защищающего катодный блок.

1 з.п ° ф-лы, 2 ил.

На фиг. 1 показана схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1 °

Коаксиальный квазистационарный плазменный ускоритель содержит криво- В линейные стержни 1, расположенные в нишах, образованных тороидной оболочкой 2. Источники электронов 3 касаются сепаратрисной поверхности, охватывающей стержень со стороны ниши. Иониэационные камеры 4 служат для пода98 4 в область сепаратрисной поверхности вблизи нулевых линий над стержнями, захватывается здесь и выбывает из процесса ускорения. Поступающие из источников 3 электроны попадают вдоль

I сепаратрис в область нулевых линий над стержнями и компенсируют заряд приходящих в эту область ионов. Таким образом происходит замыкание разрядной цепи ускорителя. Приходящие иэ ускоряемого потока в область нулевого магнитного поля ионы передают свою функцию переноса тока электронам, поступающим из цепи питания основного разряда, а сами вместе с компенсирующими их заряд электронами образуют струйки обесточенной плазмы, стекающей вдоль нулевых линий к выходу иэ ускорителя.

Магнитное поле разрядного тока ослабляется в нишах, сделанных в обо-, лочке катодного блока, изготовленного из хорошего проводящего материала, поэтому уменьшение напряженности магнитного поля в нишах приводит к уменьшению требуемого тока в криволинейных стержнях.

Сепаратрисная поверхность, .часть которой показана отрезком М, охватывает один из выступов поверхности катодного блока, называемый плицей. Рас стояние ее от плицы зависит от соотношения разрядного тока и тока в 40 стержне. Выбором подходящей величины последнего можно добиться, что сепаратрисная поверхность М будет проходить достаточно далеко от плицы. Тогда заключенный в области между плицей и сепаратрисой магнитный поток экранирует поверхность плицы от выпадения на нее ускоренных ионов иэ потока. Экранировка плиц достигается практически при тех же токах в стержнях, которые необходимы для экранировки стержней и которые указаны выше. Небольшая часть ионов (0,1-0,2 ускоряемого потока ионов) попадает

3 15065 чи плазмы 5 в ускоритель. К анодному блоку 6 и источникам электронов, а также к криволинейным стержням подключены источники 7 питания.

Устройство работает следующим образом.

Через криволинейные стержни 1 с помощью источников 1 питания пропускают ток и включают остальные системы10 ускорителя (электрическое питание анодного блока 6, иониэационные камеры 4, источники электронов 3). В результате этого в ускоритель через плазму $, поступающую иэ ионизационных камер 4, течет разрядный ток.

Оболочка 2 изготавливается иэ материала с хорошей электропроводностью и при кваэистационарном режиме работы ускорителя (например, при длитель-20 ности разряда в сотни микросекунд— миллисекунд) служит экраном для магнитного поля, созданного током в стержнях. Если токи в стержнях направлены против разрядного тока, те- 25 кущего по оболочке катодного блока вдоль оси ускорителя, то суммарное поле имеет необходимую конфигурацию с нулевыми линиями, показанную на фиг. 2. Нулевые линии располагаются gp над стержнями на приемлемых расстояниях уже при токах s стержне менее

0,1 разрядного тока и вышее.

Формула изобретения

1. Способ ускорения плазмы с помощью коаксиального кваэистационарного плазменного ускорителя, содержащего камеры предварительной ионизации и ускорения рабочего тела, дрейфовый канал, анодный и катодный блоки, заключающийся в том, что в дрейфовый канал подают рабочее тело и между анодным и катодным блоками прикладывают напряжение, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности и упрощения условий эксплуатации, по криволинейным стержням, расположенным в нишах тороидной оболочки катодного блока, пропускают ток, а на образованную этим током сепаратрисную поверхность магнитного поля, расположенную в нише, подают электроны.

2, Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что величина тока в стержнях составляет 0,1 величины разрядного тока.

1506598

Фиг,2

Составитель В.Щербицкий

Техред .1. Дрык Корректор Т.Колб

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 5451/58

Тираж 775

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул. Гагарина, 101