Способ получения высокотемпературной плазмы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («> 588901 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 160773 (21) 1943025/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетОпубликовано210380, Бюллетень ¹. 11 (51)М. Кл.2

H 05 H 1/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) ЮФ 621.039.6 (088.8) Дата опубликования описания 30. 03. 80 (72) Автор изобретения

О. А. Лаврентьев (1 ( (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЯ ПЛАЗМЫ

Изобретение относится к области физики плазмы и проблеме управляемого термоядерного синтеза и может быть использовано для импульсного полученияя выс окот емп ера ту рной пла эмы, а также в качестве импульсного источника нейтронов.

Известен способ получения плазмы, исп оль э ующий п рост ра нств ен но-временную фокусировку потоков заряженных частиц. По этому способу с поверхности сферы внутрь по радиусам инжектируют потоки электронов и ионов с одинаковыми плотностями и с одинаковой скоростью частиц, зависящей от време-1 ни так, чтобы частицы, испущенные с поверхности сферы в разные моменты времени, пришли в центр сферы одновременно (1).

Недостатком этого способа является сложность его осуществления, обусловленная необходимостью получения расчетной формы ускоряющего импульса со степенью точности (0,1%), обеспечивакщей условия временной фокусиров-25 ки.

С целью упрощения способа путем обеспечения воэможности использования ускоряющего импульса прямоуголь; ной формы по предлагаемому способу.на шаровой слой плазмы накладывают прямоугольный импульс напряжения с таким распределением потенциала по толщине слоя плазмы, чтобы ионы, стартовавшие в момент приложения импульса из любой точки слоя, приходили в це нт р сф еры од нов реме ни о.

Пусть поверхность сферы радиуса R окружена шаровым слоем плазмы, образованной, например, с помощью высокочастотного разряда ° В некоторый начальный момент времени к слою прикладывают прямоугольный импульс напряжения (например, с помощью погруженных в плазму прозрачных сеток) . распределение потенциала импульса по толщине слоя должно быть подобрано таким образом, чтобы время пролета любого иона слоя, начавшего свое движение в момент приложения импульса, до центра сферы было одинаково:

° т(г) — + 1 =CQQSt,(1) а в ге fvjr) 4 ul„)-щ где — координата точки старта; — текущая координата;

U(r) — искомая функция распределения потенциала импульса в слое.

588901

Формула изобретения

40 фиг. 2

Фие.!

Составитель O.. Лаврентьев

Техред Н.Ковалева Корректор В. Бутяга

Редактор E. Месропова

Подписное

Заказ 499/48

Тираж 885

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патен, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Это интегральное уравнение может быть решено с помощью преобразования

Абеля. Его решение: г 1 2 u(r 1 1 tJ(Rjl — = — + — — — 1- — (11 С&10 (1-2 ) (2)

В 2 Л 00Ц Х i Иг) l

На фиг. 1 приведена зависимость потенциала от радиуса; на фиг . 2 в упрощенном виде показан элемент шаро вого слоя.

На участке от Н до 3/2 Р она близ- 0 ка к линейной. Участок от 3/2 R до

2 R может быть легко аппроксимирован отрезками прямых.

Ускоряемый поток ионов нейтрализуется при пересечении ускоряющей сетки, например, с помощью термозмиссии и вторичной электронной эмиссии в результате бомбардировки сетки потоком ионов, Пусть плотность ионов в слое и

10 см ° Объем слоя от R = 10 см до 2 R равен 2,9 ° 10" см . Если прост-. ранственно-временная фокусировка выполняется, например, до радиуса

0,5 см, то плотность плазмы в фокусе достигает 5,6 ° 10 з см, т. е. почти вдвое будет. больше плотности газа при нормальном атмосферном дав.лении и нормальной темгературе..Пред" лагаемый способ может быть проиллюстрирован схемой (фиг. 2), где (в уп- !О рощенном ниде) показан элемент шарового слоя, толщиной от R до 2 R окружающий сферу радиуса R, В шаровом слое помещены концентрически расположенные сетки в количестве, обеспечи- !5 вающем аппрроксимацию расчетного потенциала (фиг. 1) участками линейной зависимости. В шаровом слое создается плазма ионизацией рабочего газа, например, с помощью высокочастотного поджига. Затем на шаровой слой накладывают прямоугольный импульс ускоряющего напряжения, который через специально подобранный делитель с помощью сеток в плазме распределяется по толщине слоя в соответствии с расчетной формулой.

Способ получения высокотемпературной плазмы путем пространственновременной фокусировки ионов в центре сферического плазменного слоя с нейтрализованным объемным зарядом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения способа путем обеспечения воэможности использования ускоряющего импульса прямоугольной формы, к плазменному слою, окружающему дрей-. фовое пространство, прикладывают электрическое полс, распределение потенциала которого по радиусу выбрано таким, чтобы выполнялось соотнсшение: и г z(ul) 7(" (u(r)J где U (r) — распределение потенциала по радиусу, U (R) — значение потенциала на границе плазма — дрейфовое пространство, обеспечивающее одновременный приход всех ускоряемых ионов в центр области дрейфа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 414951, кл. H 05 H 1/00, 1972.