Ускоритель для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза
Изобретение относится к ускорительной технике, а конкретнее - к ускорителям, применяемым для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза. Ускоритель содержит системы питания, вакуумную камеру, по крайней мере один высоковольтный генератор, систему фокусировки, ускоряющие электроды, по крайней мере одну систему подачи ускоряемого рабочего тела и систему пуска. Ускоритель дополнительно содержит по крайней мере один ускоритель электронов системы пуска, включающий источник электронов и выполненный с возможностью направлять ускоренные электроны хотя бы на один электрод системы подачи ускоряемого рабочего тела по крайней мере два конденсатора, при этом источник электронов ускорителя электронов системы пуска электрически соединен с одной обкладкой одного конденсатора и электрически изолирован от другой обкладки конденсатора, причем в другой обкладке конденсатора выполнено выходное окно с возможностью прохода электронов, при этом с обкладкой другого конденсатора электрически соединена система подачи ускоряемого рабочего тела, а система питания выполнена с возможностью создавать на обкладке конденсатора с источником электронов отрицательный потенциал относительно земли. Технический результат - увеличение энергии ускоряемых частиц. 1 с. и 67 з.п. ф-лы, 4 ил.
Таблицы Т Тс
Формула изобретения
1. Ускоритель, содержащий систему питания, вакуумную камеру, по крайней мере, один высоковольтный генератор, систему фокусировки, ускоряющие электроды, по крайней мере, одну систему подачи ускоряемого рабочего тела, систему пуска, отличающийся тем, что содержит, по крайней мере, один ускоритель электронов системы пуска, включающий источник электронов, причем ускоритель электронов системы пуска выполнен с возможностью направлять ускоренные электроны хотя бы на один электрод системы подачи ускоряемого рабочего тела, по крайней мере, два конденсатора, при этом источник электронов ускорителя электронов системы пуска электрически соединен с одной обкладкой одного конденсатора и электрически изолирован от другой обкладки конденсатора, причем в другой обкладке конденсатора выполнено выходное окно с возможностью прохода электронов, при этом с обкладкой другого конденсатора электрически соединена система подачи ускоряемого рабочего тела, а система питания выполнена с возможностью создавать на обкладке конденсатора с источником электронов отрицательный потенциал относительно земли. 2. Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что содержит, по крайней мере, одну систему высоковольтных генераторов, при этом система высоковольтных генераторов состоит из соединенных последовательно высоковольтных генераторов, причем генераторы соединены последовательно таким образом, что у всех генераторов, кроме двух крайних генераторов системы, выход генератора с положительным потенциалом соединен с выходом соседнего генератора с отрицательным потенциалом, при этом крайние генераторы соединены одним выходом с соседним генератором, а другим выходом - с общим выходом системы генераторов. 3. Ускоритель по п. 2, отличающийся тем, что общий выход системы генераторов с отрицательным относительно земли потенциалом соединен с обкладкой одного конденсатора, а общий выход системы генераторов с положительным относительно земли потенциалом соединен с обкладкой другого конденсатора. 4. Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что высоковольтный генератор выполнен в виде каскадного генератора. 5. Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что ускоритель содержит, по крайней мере, одну трубу с жидкостью или газом и, по крайней мере, одну турбину, выполненную с возможностью вращаться внутри трубы с жидкостью или газом под напором давления жидкости или газа, причем турбина соединена с турбогенератором, выполненным с возможностью вырабатывать электроэнергию при вращении турбины, при этом турбогенератор электрически соединен с высоковольтным генератором. 6. Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что система подачи ускоряемого рабочего тела содержит источник ионов. 7. Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что система подачи ускоряемого рабочего тела содержит источник микроскопических частиц и выполнена с возможностью заряжать частицы электрическим зарядом и направлять частицы в межэлектродный зазор ускоряющей системы электродов. 8. Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что содержит, по крайней мере, одну систему фокусировки для транспортировки частиц, содержащую, по крайней мере, одну магнитную систему, при этом магнитная система содержит, по крайней мере, одну пару соосных магнитных катушек, причем катушки выполнены так, что внешняя катушка окружает внутреннюю катушку, при этом катушки выполнены с возможностью создавать магнитные поля, удовлетворяющие, по крайней мере, в одной точке на оси катушек следующему соотношению:









где

N- - число электронов в кольце электронов,
N+ - число ионов в пучке. 46. Ускоритель по п. 1 или 44, отличающийся тем, что устройство формирования кольца электронов выполнено в виде адгезатора - адиабатического генератора заряженных тороидов. 47. Ускоритель по п. 1, или 6, или 44, или 46, отличающийся тем, что адгезатор - адиабатический генератор заряженных тороидов содержит триод фокусировки адгезатора - адиабатического генератора заряженных тороидов, при этом на оси ускорителя электронов системы пуска выполнено заряжающее устройство катода триода фокусировки, соединенное с источником ионов. 48. Ускоритель по п. 1, или 6, или 44, или 46, или 47, отличающийся тем, что источник ионов выполнен около адгезатора, и ось источника ионов совпадает с осью сквозного осевого отверстия адгезатора - адиабатического генератора заряженных тороидов, при этом в сквозном осевом отверстии адгезатора - адиабатического генератора заряженных тороидов выполнен участок управляющей сетки триода фокусировки, причем источник ионов выполнен с возможностью направлять ионы на управляющую сетку, а управляющая сетка выполнена с возможностью пропускать часть ионов через ячейки сетки, при этом ось ускорителя электронов системы пуска пересекает другой участок управляющей сетки, причем ускоритель электронов выполнен с возможностью направлять электроны на управляющую сетку, а управляющая сетка выполнена с возможностью пропускать часть электронов через ячейки сетки, причем управляющая сетка электрически изолирована от катода триода фокусировки, при этом поверхность заряжающего устройства катода триода фокусировки пересекает ось ускорителя электронов системы пуска. 49. Ускоритель по п. 1, или 6, или 44, или 46, или 47, отличающийся тем, что источник ионов содержит ускоряющий диод источника ионов, при этом поверхность части катода ускоряющего диода источника ионов пересекает ось ускорителя электронов системы пуска, причем часть катода источника ионов либо совмещена, либо электрически соединена с заряжающим устройством катода триода фокусировки. 50. Ускоритель по п. 1 или 6, отличающийся тем, что источник ионов выполнен внутри обкладки конденсатора, кроме того, внутри обкладки выполнена система питания источника ионов, выполненная с возможностью давать энергию для работы элементов источника ионов. 51. Ускоритель по п. 1 или 6, отличающийся тем, что диод источника ионов выполнен в виде пинч-рефлексного диода, при этом с анодом соединена анодная пленка, натянутая между анодом и катодом, причем анодная пленка выполнена прозрачной для электронов и непрозрачной для ионов, при этом на оси ускорителя между анодом и анодной пленкой выполнен шток с трубой, наполненной жидким металлом, причем по периметру катода выполнена система эмиссионных катодов, при этом предусмотрена возможность охлаждения катода системой охлаждения ускорителя и возможность его замены после большого числа выстрелов. 52. Ускоритель по п. 1, или 6, или 51, отличающийся тем, что стенки трубы штока сделаны с возможностью охлаждения системой охлаждения ускорителя, при этом внутри стенок трубы проходят изогнутые трубы с жидким металлом системы охлаждения, причем с трубой соединен медленный коммутатор, выполненный с возможностью перед выстрелом дополнительно поднимать внутри трубы штока уровень жидкого металла и опускать после выстрела, при этом жидкий металл выполнен с возможностью выходить из трубы так, что мениск жидкого металла образует электрический контакт с анодной пленкой и между анодом и анодной пленкой. 53. Ускоритель по п. 1, или 6, или 51, отличающийся тем, что с анодом соединена система подачи и замены анодной пленки, выполненная с возможностью подачи и замены анодной пленки и с возможностью обеспечения электрического контакта анодной пленки со штоком анода, при этом система подачи и замены анодной пленки выполнена с возможностью подачи на анод анодной пленки, закрепленной на анодной сетке, причем анодная пленка и анодная сетка выполнены внутри круглого отверстия изолирующей ленты транспортера, при этом изолирующая лента выполнена из изолятора, причем анодная сетка соединена с изолирующей лентой транспортера, причем анодная пленка, анодная сетка и круг закреплены жестко в каждом отверстии изолирующей ленты и выполнены с возможностью перемещаться вместе с изолирующей лентой и вместе с транспортером, при этом изолирующая лента электрически изолирует анодную пленку от обкладки конденсатора. 54. Ускоритель по п. 1, или 6, или 51, отличающийся тем, что катод диода источника ионов выполнен в виде кольца и между внешними краями катода натянута сетка катода. 55. Ускоритель по п. 1, или 6, или 51, отличающийся тем, что система замены и подачи анодной пленки содержит кассеты пинч-рефлексного диода, при этом кассета выполнена с возможностью установки кассеты так, что внутри кассеты после вставки оказывается шток анода, кроме того, внутри кассеты размещены анодная пленка, анодная сетка, транспортер и две бобины. 56. Ускоритель по п. 1 или 4, отличающийся тем, что каскадный генератор соединен с обкладкой одного конденсатора, при этом внутри конденсатора выполнена система пуска и с обкладкой другого конденсатора, причем внутри другого конденсатора выполнена система подачи ускоряемого рабочего тела, при этом генератор соединен с конденсатором проводящим соединением, при этом от конденсатора с системой пуска эти проводящие соединения идут на выход системы высоковольтных генераторов с отрицательным потенциалом. 57. Ускоритель по п. 1, или 6, или 50, или 51, отличающийся тем, что внутри конденсатора с системой подачи ускоряемого рабочего тела выполнена система питания источника ионов, выполненная с возможностью давать энергию для перемещения транспортера кассеты пинч-рефлексного диода, а также для замены кассет пинч-рефлексного диода, при этом система питания источника ионов содержит, по крайней мере, один каскадный генератор системы пуска, соединенный, по крайней мере, с одним турбогенератором, выполненным внутри изолирующей трубы с изолирующей жидкостью. 58. Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что внутри конденсатора с системой пуска выполнена система питания системы пуска, выполненная с возможностью давать энергию для работы ускорителя электронов системы пуска, при этом система питания системы пуска содержит, по крайней мере, один каскадный генератор системы пуска, соединенный, по крайней мере, с одним турбогенератором, выполненным внутри изолирующей трубы с изолирующей жидкостью. 59. Ускоритель по п. 1, или 6, или 44, или 46, или 47, отличающийся тем, что анод триода фокусировки адгезатора - адиабатического генератора заряженных тороидов выполнен в виде сетки, при этом на катоде триода фокусировки со стороны межэлектродного зазора выполнена система эмиссионных катодов триода фокусировки, причем эмиссионные катоды системы выполнены в виде острий или лезвий напротив отверстий сетки анода. 60. Ускоритель по п. 1, или 6, или 44, или 46, или 47, отличающийся тем, что триод фокусировки содержит конденсатор фокусировки, при этом анод триода фокусировки и катод триода фокусировки электрически соединены с обкладками конденсатора фокусировки адгезатора - адиабатического генератора заряженных тороидов, причем анод и катод электрически соединены с обкладками конденсатора, при этом заряжающее устройство триода фокусировки адгезатора - адиабатического генератора заряженных тороидов электрически соединено с обкладкой конденсатора фокусировки. 61. Ускоритель по п. 1, или 6, или 44, или 46, или 47, отличающийся тем, что анод триода фокусировки электрически соединен с внутренней проводящей трубой, окружающей ось ускорителя ионов, при этом труба электрически соединена с катодом триода фокусировки, причем труба окружена внешней проводящей трубой, при этом внешняя труба электрически соединена с анодом триода фокусировки, при этом, по крайней мере, одна проводящая труба выполнена в виде магнитного экрана, причем трубы выполнены одинаковой длины одна внутри другой и, по крайней мере, с одной стороны труб торцы труб выполнены рядом друг с другом. 62. Ускоритель по п. 1, или 6, или 44, или 46, или 47, отличающийся тем, что содержит систему капилляров и труб, при этом система наполнена жидким теплоносителем, причем материал труб и капилляров внутри системы выбран таким, что жидкий теплоноситель материал не смачивает, а снаружи системы материал поверхности выбран таким, что жидкий теплоноситель материал поверхности смачивает, при этом система капилляров и труб соединена с системой охлаждения ускорителя. 63. Ускоритель по п. 1, или 6, или 44, или 46, или 47, или 61, отличающийся тем, что триод фокусировки входит в составную конструкцию адгезатора - адиабатического генератора заряженных тороидов, при этом вокруг проводящих труб триода фокусировки выполнены магнитная катушка триода фокусировки и магнитная катушка реверса адгезатора, причем магнитная катушка реверса адгезатора выполнена с возможностью создания магнитного поля, противоположно направленного магнитному полю магнитной катушки триода фокусировки, при этом магнитная катушка триода фокусировки выполнена с возможностью создавать магнитное поле в триоде фокусировки, параллельное оси источника ионов, а магнитная катушка реверса адгезатора выполнена с возможностью создавать магнитное поле около триода фокусировки, наклоненное к оси, то есть угол наклона силовых линий в области перед триодом фокусировки отличен от нуля градусов. 64. Ускоритель по п. 1, или 6, или 44, или 46, или 47, или 61, или 63, отличающийся тем, что около катушки реверса выполнена магнитная катушка выхода адгезатора, при этом магнитная катушка выхода адгезатора выполнена таким образом, что ее поле нарастает по направлению к выходу из адгезатора и одновременно сжимается к оси. 65. Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что содержит устройство перемещения поверхности электродов ускорителя электронов системы пуска, выполненное с возможностью перемещать поверхности электродов ускорителя электронов системы пуска относительно оси ускорителя, в том числе и катода с системой эмиссионных катодов, при этом система эмиссионных катодов состоит из секций эмиссионных катодов, причем секции эмиссионных катодов электрически изолированы друг от друга и выполнены либо на диске, выполненном с возможностью вращаться, либо на ленте, выполненной с возможностью перемещаться относительно оси, причем эмиссионные катоды выполнены с возможностью охлаждаться системой охлаждения ускорителя, при этом устройство соединено с двигателем, выполненным с возможностью приводить поверхность электрода в движение. 66. Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что содержит, по крайней мере, одно устройство перемещения лент с отверстиями, содержащее изолирующие ленты с отверстиями, выполненное с возможностью перемещать ленты относительно, по крайней мере, одной оси устройства так, чтобы отверстия синхронно по времени пересекали, по крайней мере, одну ось устройства, причем ось устройства совпадает либо с осью ускорителя, либо с осью ускорителя электронов системы пуска, причем между, по крайней мере, двумя лентами выполнена, по крайней мере, одна изолирующая пластина с отверстием, при этом отверстие выполнено вокруг оси устройства. 67. Ускоритель по п. 1 или 66, отличающийся тем, что поверхность изолирующей пластины выполнена проводящей и электрически соединена с магнитной катушкой, при этом электрическая емкость пластины, закрепленной в устройстве перемещения лент с отверстиями и определенная с учетом находящихся рядом элементов устройства, таким образом согласована с индуктивностью магнитной катушки, что резонансная частота колебательного контура, образованного пластиной с электрической емкостью и магнитной катушкой с индуктивностью, равна частоте пересечения отверстиями лент оси устройства. 68. Ускоритель по п. 1 или 23, отличающийся тем, что поверхность диска статора выполнена проводящей и электрически соединена с магнитной катушкой, при этом электрическая емкость диска статора, закрепленного в системе дисков с отверстиями или прорезями и определенная с учетом находящихся рядом элементов системы, таким образом согласована с индуктивностью магнитной катушки, что резонансная частота колебательного контура, образованного пластиной с электрической емкостью и магнитной катушкой с индуктивностью, равна частоте пересечения отверстиями или прорезями оси.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52, Рисунок 53, Рисунок 54, Рисунок 55, Рисунок 56, Рисунок 57, Рисунок 58, Рисунок 59, Рисунок 60, Рисунок 61, Рисунок 62, Рисунок 63, Рисунок 64, Рисунок 65, Рисунок 66, Рисунок 67, Рисунок 68, Рисунок 69, Рисунок 70, Рисунок 71, Рисунок 72, Рисунок 73, Рисунок 74, Рисунок 75, Рисунок 76, Рисунок 77, Рисунок 78, Рисунок 79, Рисунок 80, Рисунок 81, Рисунок 82, Рисунок 83, Рисунок 84, Рисунок 85, Рисунок 86, Рисунок 87, Рисунок 88, Рисунок 89, Рисунок 90, Рисунок 91, Рисунок 92, Рисунок 93, Рисунок 94, Рисунок 95, Рисунок 96, Рисунок 97, Рисунок 98, Рисунок 99, Рисунок 100, Рисунок 101, Рисунок 102, Рисунок 103, Рисунок 104, Рисунок 105, Рисунок 106, Рисунок 107, Рисунок 108, Рисунок 109, Рисунок 110, Рисунок 111, Рисунок 112, Рисунок 113, Рисунок 114, Рисунок 115, Рисунок 116, Рисунок 117, Рисунок 118, Рисунок 119, Рисунок 120, Рисунок 121, Рисунок 122, Рисунок 123, Рисунок 124, Рисунок 125, Рисунок 126, Рисунок 127, Рисунок 128, Рисунок 129, Рисунок 130, Рисунок 131, Рисунок 132, Рисунок 133, Рисунок 134, Рисунок 135, Рисунок 136, Рисунок 137, Рисунок 138, Рисунок 139, Рисунок 140, Рисунок 141, Рисунок 142, Рисунок 143, Рисунок 144