Электромагнитная ловушка

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЛОВУШКА, содержащая вакуумную камеру, в кото-, рой размещены соосные соленоиды с помещенными в их отверстия соосно им .кольцевыми диафрагмами, и запиращие осевые и щелевые электроды, о тличающаяся тем, что, с целью улучшения качества регулирования эффективного диаметра плазменного образования, между диафрагмами и запирающими осевыми электродами установлены кольцевые электроды, расположенные соосно с соленоидами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„1032482 (51) 4 G 21 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ЖРЫТИЙ (21) 3343797/18-25 (22) 06.10.81 (46) 23.06.88. Бюл. Р 23 (72) О.А.Лаврентьев, В,И.Карпухин и Е.И.Canna (53) 533.9 (088,8) (56) Лаврентьев О.А. Инжекция электронов в электромагнитную ловушку. УкрФизЖурнал., т. 9, 1966, Ф 9, с. 982.

Азовский Ю.С. и др. Исследование однощелевой электромагнитной ловушки, Юпитер-1М. — "Физика плазмы".

Вып. 2, т. 6, 1980, с. 256-262, (54)(57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЛОВУШКА, содержащая вакуумную камеру, в кото-, рой размещены соосные соленоиды с помещенными в их отверстия соосно им .кольцевыми диафрагмами, и запиращие осевые и щелевые электроды, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества регулирования эффективного диаметра плазменного образования, между диафрагмами и запирающими осевыми электродами установлены кольцевые электроды, расположенные соосно с соленоидами.

1032482

Изобретение относится к физике плазмы и проблеме управляемого термоядерного синтеза и может быть использовано в устройствах для удержания плазмы 4

Известна электромагнитная ловушка, содержащая размещенные в вакуумной камере соосные соленоиды, запирающие осевые и щелевые электроды и диафрагму, расположенную за пределами каждого соленоида и жестко связанную с одним из осевых запирающих электродов.

Недостатком известной электромагнитной ловушки является, то, что диафрагма недостаточно предохраняет края соосных соленоидов от перегрева и не обеспечивает получение плазмы в электромагнитной ловушке с оптималь-20 ными значениями при разных режимах.

Наиболее близкой к предлагаемой является электромагнитная ловушка, содержащая вакуумную камеру, в которой размещены соосные соленоиды с 25 помещенными в их отверстия соосно им кольцевыми диафрагмами и -запирающие осевые и щелевые электроды. Кольцевые диафрагмы представляют собой металлические вставки-трубки, изолированные от корпуса электромагнитной ловушки. Кольцевые диафрагмы ограничивают магнитный поток, вдоль которого электроны выходят из ловушки. Запирающие осевые и щелевые электроды разме35 щены вне объема удержания. Один из осевых запирающих электродов одновременно является .эмиттером электронов.

Накопление плазмы в электромагнитной ловушке осуществляется путем ионизации рабочего газа инжектированными электронами.

При определенном размере кольце.вых диафрагм и конкретных значениях напряженности магнитного поля и тока инжекции в электромагнитной ловушке может быть получена плазма с максимальным значением плотности и температуры. Для получения плазмы с максимально достижимыми значениями плотности и температуры при других пара5О метрах магнитного поля тока инжекции и плотности рабочего газа необходимо изменить размер кольцевых диафрагм и следовательно эффективный диаметр потока заряженных частиц в осевое отверстие.

Недостатком данного устройства является то, что для замены одной кбльцевой диафрагмы другой, необходимо разбирать высоковакуумную электромагнитную ловушку, что приводит к простою электромагнитной ловушки, потере времени на ее разборку и последующую сборку, потере времени на дегазацию внутренних поверхностей после сборки электромагнитной ловушки.

Цель изобретения — улучшение качества регулирования, эффективного диаметра плазменного образования °

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитной ловушке, содержащей вакуумную камеру, в которой размещены соосные соленоиды с помещенными в их отверстия соосно им кольцевыми диафрагмами, и запирающие осевые и щелевые электроды, между диафрагмами и запирающими осевыми электродами установлены кольцевые электроды, расположенные соосно с соленоидами.

Введение в электромагнитную ловушку кольцевых электродов, расположенных между диафрагмами и запирающими осевыми электродами соосно с соленоидами и размещенных в области расходящегося магнитного поля, перекрывая магнитный поток, позволяет в процессе работы варьировать электростатические потенциалы, подаваемые на кольцевые электроды, что обеспечивает изменение эффективного диаметра плазменного образования в осевом отверстии, определяющего объем удерживаемой в ловушке плазмы. Это изменяет диффузию электронов в направлении поперечном относительно магнитного поля и тем самым дает возможность получать плазму с оптимальными параметрами.

На чертеже изображена предлагаемая электромагнитная ловушка, общий вид, Устройство содержит соосные соленоиды 1, кольцевые диафрагмы 2, запирающие осевые электроды 3 и 4, запирающие щелевые электроды 6, Соленоиды 1 размещены в вакуумной камере 7, Кольцевые диафрагмы 2 помещены в отверстия соленоидов 1 соосно им.

Соленоиды 1 включены навстречу друг другу. Кольцевые электроды 6 размеще- ны диафрагмами 2 и запирающими осевыми электродами 3 и 4 соосно соленоидам 1 и на разном расстоянии от них. Запирающий осевой электрод 3

При этом наблюдается улучшение условий эксплуатации электромагнитной ловушки, так как отсутствует необходимость в разборке электромагнитной ловушки.

Редактор Н.Сильнягина

Корректор A.Òÿñêî

Техред М.Моргентал

Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3402

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

10324 одновременно служит эмиттером электронов.

В качестве примера на чертеже изображена электромагнитная ловушка с кольцевыми электродами 6, каждый из

5 которых содержит по три кольца.

Устройство работает следующим образом, После достижения необходимого

10 вакуума в вакуумной камере 7 по соосным соленоидам 1 пропускают ток для создания удерживающего магнитного

Поток электронов от запирающего осевого электрода 3 в течение определенного импульса направляют вдоль оси внутрь электромагнитной ловушки. При этом на запирающие осевые электроды 3 и 4 и запирающие щелевые. электроды 5 подают отрицательный по- 20 тенциал, который препятствует выходу электронов из электромагнитной ловушки, Накопление плазмы в электромагнитной ловушке осуществляется путем ионизации рабочего газа инжекти-25 рованными электронами.,На кольцевые электроды 6 при необходимости могут быть поданы различные потенциалы по отношению к потенциалу на диафрагме

2, что приводит либо к отражению 30 электронов в ловушку, либо к их поглощению на кольцевых электродах 6.

При подаче на кольцевые электроды 6 отрицательного потенциала, равного потенциалу запирающих осевых электро82

4 дов 3 и 4 „ в вакуумную ловушку возвращаются ace электроды, вышедшие из нее через диафрагму 2. При подаче на кольцевые электроды 6 положительного потенциала, равного потенциалу на кольцевой диафрагме 2, часть электронов, вышедших из электромагнитной ловушки, будет поглощена кольцевыми электродами 6 и только часть отразится от осевых запирающих электродов

3 и 4 и вернется в электромагнитную ловушку, Подавая разные потенциалы на кольцевые электроды 6 можно регули- ровать эффективный диаметр осевого сечения, через которое осуществляет» ся отражение электронов в электромагнитную ловушку. Таким образом, при необходимости, можно для разных режимов работы электромагнитной ловушки подобрать такой эффективный диаметр осевого сечения с помощью потенциала на кольцевых электродах 6, что в электромагнитной ловушке будет получена плазма с оптимальными значениями плотности и температуры при любых значениях напряженности магнит-. ного поля, тока инжекции и плотности рабочего газа.