Ускоритель для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза

Ускоритель для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза

Реферат

 

Изобретение относится к ускорительной технике, а конкретнее к ускорителям, применяемым для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза. Ускоритель содержит систему питания, магнитную катушку, вакуумную камеру, систему фокусировки, ускоряющие электроды, систему подачи ускоряемого рабочего тела, по крайней мере, один конденсатор, высоковольтный генератор, содержащий устройство, вызывающее перенос зарядов. Ускоритель содержит также уединенный проводник, причем внутри проводника выполнен источник ускоряемого рабочего тела, вакуумная камера содержит стенки, выполненные из изолятора в виде изолирующих труб, а в камере выполнено устройство удержания на весу элементов ускорителя, содержащее выполненный из изолятора внутри, по крайней мере, одной трубы, по крайней мере, один изолирующий трос с возможностью находиться внутри камеры на весу, не касаясь стенок вакуумной камеры ни в какой точке, кроме точки соединения с камерой своего конца, причем устройство, вызывающее перемещение зарядов, содержит, по крайней мере, один внешний конденсатор и батарею соединенных последовательно внутренних конденсаторов, выполненных внутри вакуумной камеры. Технический результат - увеличение энергии ускоряемых частиц и обеспечение возможности работы с частотой повторения импульсов от 1 до 10 Гц. 157 з.п. ф-лы, 25 ил.

Изобретение относится к области ускорителей заряженных частиц для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы. Может быть использовано в энергетике для создания термоядерного реактора, который послужит основой термоядерной электростанции, работающей на дейтерий-тритиевом топливе. Также изобретение может быть использовано для создания термоядерного ракетного двигателя космического корабля. Также изобретение может использоваться как ускоритель заряженных частиц для исследовательских целей и для нужд народного хозяйства.

Известен лазер для осуществления управляемой реакцией термоядерного синтеза [1,2].

В лазере создается короткий импульс лазерного излучения, который затем усиливается в нескольких усилителях оптического лазерного излучения и затем фокусируется на мишень. Драйвер, устройство для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы, содержит несколько лазеров, выполненных с возможностью сферически-симметрично фокусировать лазерное излучение на дейтерий-тритиевую мишень. Мощность драйвера с лазером на неодимовом стекле (стекле с ионами неодима) достигает 30 кДж. Размер фокального пятна 100 мкм. Длительность импульса от 0,1 до 1 нс, частота повторения 10 Гц. КПД лазера 0,2%, длина волны 1,06 мкм.

Лазерное изучение фокусируется сферически симметрично на поверхности дейтерий-тритиевой мишени. При этом в веществе мишени происходит ударное сжатие и нагрев.

Недостатком лазера является невозможность усиливать оптическое лазерное излучение в усилителе оптического лазерного излучения до плотностей мощности потока энергии выше 10¹² Вт/см² из-за разрушения материала усилителя.

Следующим недостатком лазера является невозможность фокусировать на мишень энергию с мощностью потока энергии выше 10¹⁶ Вт/см². Следующим недостатком лазера является генерация горячих электронов вследствие взаимодействия электронов лазерного излучения с мишенью. Горячие электроны уносят энергию, необходимую для сжатия мишени.

Следующим недостатком лазера является неэффективность поглощения энергии в мишени.

Для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза известен импульсный диодный ускоритель электронов [3], содержащий источник электронов, высоковольтный генератор и ускоряющую систему электродов. Импульсный диодный ускоритель электронов ускоряет электроны до релятивистских скоростей и направляет их на фольгу, а затем на мишень.

Недостатком ускорителя электронов является неэффективное взаимодействие электронного пучка с мишенью из-за того, что при соударениях электронов с атомами возникает мощное тормозное рентгеновское излучение, которое сильно нагревает центральную часть мишени, что препятствует снятию мишени.

Следующим недостатком является большой пробег релятивистских электронов в веществе мишени.

Следующим недостатком является сложность фокусирования электронов на мишень из-за их расталкивания.

Известен ускоритель тяжелых ионов для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза [4, 5]. Ускоритель содержит источник ионов: высокочастотный линейный ускоритель, линейный компрессор и накопительное кольцо. Используется несколько ионных источников, вставленных один в другой попарно как в воронки, поскольку каждый ионный источник и ускоритель на входе имеет низкое отношение скорости ускоряемых ионов к скорости света /Бета/ и его ток ограничен величиной примерно 25 мА. Такие вставленные друг в друга устройства образуют древовидную систему высокочастотных линейных ускорителей с общим током на выходе около 500 мА. После выхода из высокочастотных линейных ускорителей ионы поступают в одно или несколько накопительных колец, в которых они накапливаются за большее число оборотов, например около 100. Результирующий ток при этом можно увеличить до 50 А. После выхода из накопительного кольца пучок ионов поступает в линейный компрессор, в котором выполнены индукционные накопительные модули. Первые ионы пучка слегка тормозятся, последние слегка ускоряются за счет формы импульса напряжения. Происходит уплотнение пучка. После этого ионы свободно дрейфуют в магнитном поле, создаваемом квадрупольными магнитами. Затем ионы фокусируются системой фокусировки /ионными линзами/ с расстояния от 5 до 10 м в пятне апертурой несколько мм.

Недостатком ускорителя с тяжелыми ионами является сложность конструкции и высокая стоимость. Драйвер с такими ускорителями стоит от ста миллионов до миллиарда долларов США [6].

Следующим недостатком является сложность транспортировки пучка в области накопительного кольца, требующая высокого вакуума с давлением порядка 10⁸ Па [7].

Следующим недостатком ускорителя с тяжелыми ионами является малый ток, который после выхода пучка ионов с одного накопительного кольца не превышает 50 А.

Следующим недостатком ускорителя является малая частота повторения импульсов, которая составляет от 1 до 10 импульсов в день [8].

Известен импульсный диодный ускоритель легких ионов для осуществления управляемой реакции термоядерной реакции [8]. Ускоритель содержит систему питания, магнитную систему фокусировки ионов /ионную линзу/, вакуумную камеру, скоростной газовый переключатель /коммутатор/, систему ускоряющих электродов, высоковольтный генератор, конденсатор и систему подачи ускоряемого тела, выполненную в виде источника ионов.

Ускоритель работает следующим образом. Система питания запитывает высоковольтный генератор энергией, он повышает напряжение питания и подает высокое напряжение на конденсатор, который запитывается высоким напряжением /заряжается/, когда в накопителе энергии запасается необходимое количество энергии, конденсатор через скоростной переключатель /коммутатор/ соединяется с системой подачи ускоряемого рабочего тела /источником ионов/ и с системой ускоряющих электродов. Источник ионов импульсом подает ионы в межэлектродный зазор, и система электродов ускоряет ионы. Ионы распространяются вдоль магнитных силовых линий магнитной катушки, а затем системой фокусировки фокусируется на мишень. Импульсный диодный ускоритель ионов имеет следующие преимущества перед лазером для осуществления управляемой реакцией термоядерного синтеза. Во-первых, цена энергии 7 долларов за 1 джоуль в несколько раз ниже, чем у лазера. Во-вторых, мощность импульса драйвера реализована 100 ТВт больше, чем драйвера с лазерами. В-третьих, энергия драйвера реализована 4 Дж больше, чем у драйвера с лазерами. Импульсный диодный ускоритель ионов имеет следующие преимущества перед ускорителем тяжелых ионов. Во-первых, импульсный диодный ускоритель ионов, по крайней мере, в десять раз дешевле. Во-вторых, проще в изготовлении. В-третьих, ток в импульсном диодном ускорителе реализован 25 МА, на много больше, чем в ускорителе тяжелых ионов. Во всех трех были приведены параметры импульсного диодного ускорителя РВЕА-П, работающего импульсами, длительностью 35 нс [8]. Драйвер с ускорителями тяжелых ионов содержит несколько десятков импульсных ускорителей ионов, расположенных в одной плоскости симметрично относительно точки расположения мишени, находящейся внутри вакуумированного объема радиусом до 10 м.

Мишень для этого устройства представляет собой шаровой слой из замороженной дейтерий-тритиевой смеси массой в несколько мг, окруженный тяжелый металлической оболочкой, которая может иметь сложную несферическую форму. Реакция синтеза развивается благодаря тому, что сжатая и разогретая дейтерий-тритиевая смесь в течение достаточного для реакции времени инерционно удерживается от разлета тяжелой наружной оболочкой.

Мишень имеет три слоя. Внешний из свинца, промежуточный из свинцово-литиевой эВтектики, внутренний слой из замороженной дейтерий-тритиевой смеси. Мишень бомбардируется пучками ускоренных поной. Суммарная энергия ионных пучков составляет от 3 до 10 МДж при длительности импульса oт 20 до 30 нс, а суммарная мощность oт 100 до 500 ТВт, что позволяет разогреть промежуточный слой до температуры 100 эВ. Благодаря быстрому разогреву промежуточного слоя развивается огромное давление порядка 10⁷ МПа, сжимающие по объему дейтерий-тритиевую смесь в количестве раз от 10³ до 10⁴ и разогревающее ее до температур свыше 2 кэВ. Процессы нагрева и сжатия мишени приводят к началу реакции термоядерного синтеза. В ходе реакции термоядерного синтеза происходит почти полное сгорание всей дейтерий-тритиевой смеси.

Недостатком импульсного диодного ускорителя для осуществления управляемой термоядерной реакции является недостаточно большая энергия ускоряемых частиц, которая для существующих диодных ускорителей ограничена тем напряжением, которое развивается высоковольтным генератором.

Для высоковольтного электростатического генератора эта величина превышает 30 MB. Для каскадного емкостного высоковольтного генератора достигнуто, до 5 МВ при мощности 200 кВт.

Следующим недостатком импульсного диодного ускорителя является малая частота повторения импульсов от одного до десяти импульсов в день [8].

Следующим недостатком диодного ускорителя является сложность фокусировки ускоренных легких ионов на мишень вследствие их кулоновского расталкивания [3].

Известен ускоритель с высоковольтным электростатическим генератором [9], содержащим систему питания, магнитную катушку, вакуумную камеру, систему фокусировки, конденсатор, электроды, систему подачи ускоряемого рабочего тела и высоковольтный генератор, содержащий устройство, вызывающее перекос зарядов. В ускорителе с высоковольтным электростатическим генератором устройство, вызывающее перенос зарядов, содержит транспортер, выполненный в виде диэлектрической ленты, и систему коронирующих острий или щеток. Коронирующие острия или щетки наносят на транспортер электрические заряды, транспортер непрерывно двигается, переносит заряды и в другой точке система коронирующих острий или щеток снимает коронирующими остриями или щетками электрические заряды. Точки нанесения и снятия электрических зарядов электрически соединены с конденсатором. Перенесенные транспортером заряды заряжают конденсатор. Когда напряжение конденсатора достигнет необходимой величины, с конденсатора происходит подача напряжения на электроды, рабочее тело, например ионы, ускоряется.

Недостатком ускорителя является малая энергия ускоряемых заряженных частиц, которая не превышает по порядку величины нескольких MB.

Следующим недостатком является малый ток, переносимый транспортером, не превышающий 1 мА.

Следующим недостатком для такого ускорителя с энергией в импульсе порядка 1 МДж, необходимой для решения задачи управляемого термоядерного синтеза, является малая частота повторения импульсов.

Известен ускоритель, содержащий вакуумную камеру, высоковольтный генератор, ускоряющую систему электродов, систему подачи ускоряемого рабочего тела, систему фокусировки, выпускную щель в стене камеры с расположенным на ней выходным окном, затянутым фольгой, и устройство для расширения пучка ускоряемых частиц в направлении, перпендикулярном направлению выпускной щели, расположенное между щелью и выходным окном [10]. В качестве ускоряемого рабочего тела используются либо электроны, либо ионы. В этом ускорителе система подачи ускоряемого рабочего тела подает ускоряемое рабочее тело в зазор между ускоряющими электродами, напряжение с высоковольтного генератора подается на ускоряющие электроды и ускоряет ускоряемое рабочее тело, находящееся в зазоре между электродами. Фокусирующая система фокусирует пучок для получения его минимального поперечного размера в плоскости щели. Пучок ускоренного рабочего тела в виде узкой ленты попадает в вакуумный объем, в котором на него воздействует быстро меняющееся электрическое поле (1-2 кГц), которое пучок расширяет для получения минимальной плотности потока ускоренных частиц, падающих на фольгу. Щель нужна для того, чтобы уменьшить поток вторичных частиц от фольги, летящих навстречу пучку. Вторичные частицы не должны попадать внутрь зазора ускоряющих электродов. Это имеет кардинальное значение для обеспечения электрической прочности ускоряющего зазора электродов.

Недостатком ускорителя является малая энергия ускоряемых заряженных частиц, которая не превышает по порядку величины нескольких MB.

Следующим недостатком для такого ускорителя с энергией в импульсе порядка 1 МДж, необходимой для решения задачи управляемого термоядерного синтеза, является малая частота повторения импульсов.

Задачей, стоящей перед изобретением, является увеличение энергии ускоряемых частиц и обеспечение возможности работать с частотой повторения импульсов oт 1 до 10 Гц.

Указанная задача решается тем, что ускоритель, содержащий систему питания, магнитную катушку, вакуумную камеру, систему фокусировки, ускоряющие электроды, систему подачи ускоряемого рабочего тела, по крайней мере, один конденсатор, высоковольтный генератор, содержащий устройство, вызывающее перенос зарядов, дополнительно содержит уединенный проводник, назовем проводник основным уединенным проводником, причем внутри проводника выполнен источник ускоряемого рабочего тела, при этом вакуумная камера содержит стенки, выполненные из изолятора в виде изолирующих труб и в камере выполнено устройство удержания на весу элементов ускорителя, выполненное с возможностью удерживать на весу элементы ускорителя, образующие составные части ускорителя, содержащее выполненный из изолятора внутри, по крайней мере, одной трубы, по крайней мере, один изолирующий трос с возможностью находиться внутри камеры на весу, не касаясь стенок вакуумной камеры ни в какой точке, кроме точки соединения с камерой своего конца, причем устройство, вызывающее перемещение зарядов содержит, по крайней мере, один внешний конденсатор и батарею соединенных последовательно внутренних конденсаторов, выполненных внутри вакуумной камеры так, что две крайние обкладки крайних внутренних конденсаторов батареи совмещены с обкладками внешнего конденсатора, при этом между обкладками, по крайней мере, одного конденсатора выполнен зазор, в котором нет диэлектрика, причем, по край ней мере, один внешний конденсатор электрически соединен с основным уединенным проводником, при этом устройство, вызывающее перенос зарядов, выполнено с возможностью вызывать перенос зарядов между обкладками внешнего конденсатора через внутренние конденсаторы либо механически, либо электрическим полем, либо излучением радиоактивных изотопов, причем устройство выполнено с возможностью вызывать перенос зарядов определенного знака в сторону одной обкладки внешнего конденсатора и не вызывать перенос в сторону другой обкладки, вдобавок, устройство удержания на весу элементов ускорителя выполнено с возможностью удерживать на весу внутри вакуумной камеры, по крайней мере, одну обкладку внешнего конденсатора и основной уединенный проводник так, чтобы обкладка конденсатора и уединенный проводник не касались стенок вакуумной камеры.

Ускоритель содержит, по крайней мере, один конденсатор, назовем конденсатор основным конденсатором, электрически соединенный с основным уединенным проводником, при этом устройство удержания на весу элементов ускорителя выполнено с возможностью удерживать на весу внутри вакуумной камеры основной конденсатор и основной уединенный проводник так, чтобы конденсатор и уединенный проводник не касались стенок вакуумной камеры.

По крайней мере, один изолирующий трос выполнен с возможностью удерживать на весу внутри вакуумной камеры основной конденсатор и основной уединенный проводник так, чтобы конденсатор и уединенный проводник не касались стенок вакуумной камеры.

Система питания содержит, по крайней мере, одно автономное зарядное устройство, выполненное с возможностью заряжаться электрическим зарядом одного знака.

Система питания содержит, по крайней мере, одно автономное зарядное устройство, выполненное с возможностью испускать заряженные частицы с электрическим зарядом одного знака.

Ускоритель содержит трубы с жидкостью или газом, выполненные из изолятора, замкнутые в контур, проходящий через систему создания давления, вакуумную камеру и систему охлаждения, при этом система создания давления выполнена с возможностью создания давления в трубе с жидкостью или газом.

Система питания содержит, по крайней мере, одну турбину, выполненную внутри трубы с жидкостью или газом с возможностью вращаться под напором жидкости или газа.

Труба с жидкостью или газом соединена с обкладкой внутреннего конденсатора.

Вещество жидкости или газа выполнено изолятором.

Система питания содержит автономное зарядное устройство, содержащее турбину, при этом участок трубы, внутри которого выполнена турбина, покрыт экраном, выполненным из проводящего материала, причем снаружи экрана выполнен источник электронов и ускоритель электронов, при этом внутри турбины выполнен турбогенератор с возможностью выработки электроэнергии при вращении турбины, электрически соединенный с системой питания ускорителя электронов, причем система питания ускорителя электронов покрыта экраном.

Обкладка внутреннего конденсатора выполнена в виде проводящей пластины, параллельной обкладке внешнего конденсатора, при этом на стороне проводящей пластины, обращенной к одной обкладке внешнего конденсатора, выполнены эмиссионные катоды, а на другой стороне пластины эмиссионных катодов нет.

Ускоритель содержит, по крайней мере, одну пластину, причем на одной стороне пластины выполнено покрытие из радиоактивного вещества, выполненного с возможностью испускать в ходе распада заряженные частицы одного знака, а на другой стороне пластины выполнено другое радиоактивное вещество, выполненное с возможностью испускать в ходе радиоактивного распада заряженные частицы другого знака.

На одной стороне пластины выполнено покрытие из радиоактивного вещества, выполненного с возможностью испускать в ходе распада заряженные частицы одного знака, а на другой стороне пластины радиоактивного вещества нет.

Устройство удержания на весу элементов ускорителя содержит систему удержания на весу элементов ускорителя электрическим полем, выполненную с возможностью удержания на весу электрическим полем составных частей ускорителя так, чтобы составные части ускорителя не касались стенок вакуумной камеры.

Система содержит, по крайней мере, два изолирующих троса, один из которых соединен с элементом, а другой содержит автономное зарядное устройство, при этом изолирующие тросы выполнены один над другим, причем верхний трос соединен с элементом, а нижний трос соединен со стенками вакуумной камеры.

Элементами, удерживаемыми на весу, являются основной уединенный проводник, основной конденсатор и, по крайней мере, один внешний конденсатор.

Ускоритель содержит дополнительный центральный электрод, выполненный в виде цилиндра или многогранной призмы, окружающих точку расположения мишени так, что оси симметрии цилиндра или призмы проходят через точку расположения мишени, при этом либо цилиндр выполнен полым, либо призма выполнена полой.

Ускоритель содержит компенсатор, выполненный в виде покрытого изоляцией провода, соединяющего обкладку внешнего конденсатора с областью около точки расположения мишени.

На поверхности обкладок внутреннего конденсатора выполнены выступы, при этом на поверхности выступов обкладки, обращенной к одной обкладке внешнего конденсатора, выполнено покрытие из радиоактивного вещества, выполненного с возможностью испускать при радиоактивном распаде заряженные частицы одного знака, а на другой поверхности обкладки радиоактивного вещества нет, при этом выступы выполнены так, что образуют пазы с возможностью выступам одной обкладки находиться между выступов другой обкладки, вдобавок выступы выполнены из проводящего материала в виде параллельных пластин, перпендикулярных обкладкам так, чтобы между выступами был зазор, причем выступы одной обкладки электрически изолированы от выступов другой обкладки.

Ускоритель содержит транспортер, выполненный с возможностью установки и замены на обкладке внутреннего конденсатора эмиссионных катодов.

На обкладке внешнего конденсатора выполнено автономное зарядное устройство с ускорителем электронов, при этом ускоряющие электроды ускорителя соединены с обкладками основного конденсатора.

Содержит, по крайней мере, два внешних конденсатора, при этом внешние конденсаторы соединены последовательно.

На обкладке внутреннего конденсатора выполнен электростатический генератор с возможностью переносить заряды на другую обкладку, соединенный с турбиной, выполненной внутри трубы с жидкостью или газом.

Система создания давления содержит, по крайней мере, одну турбину, выполненную вне вакуумной камеры.

Система создания давления содержит, по крайней мере, один насос, выполненный вне вакуумной камеры.

Система создания давления содержит, по крайней мере, один нагреватель.

Нагреватель соединен с термоядерным реактором.

Автономное зарядное устройство содержит источник электронов и ускоритель электронов.

Автономное зарядное устройство выполнено на обкладке конденсатора.

Ускоритель содержит, по крайней мере, один индукционный ускоритель, выполненный около обкладки внутреннего конденсатора.

Ускоритель содержит, по крайней мере, один колебательный контур с конденсатором и катушкой индуктивности, выполненный около обкладки внутреннего конденсатора.

Ускоритель содержит, по крайней мере, один источник электромагнитного излучения и волновод, при этом источник электромагнитного излучения выполнен около изолирующей трубы, а волновод выполнен на внутренней поверхности изолирующей трубы с возможностью ввода внутрь волновода электромагнитного излучения.

По крайней мере, один внутренний конденсатор выполнен с зазором между обкладками, при этом в зазоре нет диэлектрика.

Вокруг обкладки внутреннего конденсатора выполнено проводящее кольцо.

На поверхности обкладки внутреннего конденсатора, обращенной к одной обкладке внешнего конденсатора, выполнены эмиссионные катоды, а на другой поверхности обкладки эмиссионных катодов нет.

Вдоль батареи внутренних конденсаторов выполнена труба с жидкостью или газом, причем в жидкости или газе в виде взвеси находятся твердые частицы, при этом стенки трубы выполнены из участков двух типов, электрически соединенных с обкладками конденсаторов, отличающихся тем, что материал одного участка при трении об него твердой частицы отдает электроны, а материал второго участка при трении об него твердой частицы забирает электроны.

Система подачи ускоряемого рабочего тела содержит ускоряющий ствол, выполненный из изолятора с возможностью ускорять электромагнитным полем цилиндры и приводить их во вращение; транспортер, выполненный с возможностью подавать к ускоряющему стволу цилиндры; устройство подачи в ствол цилиндров; ограничитель, выполненный с возможностью останавливать движение цилиндра на выходе из ствола, имеющий отверстие на оси ствола; систему сброса, выполненную с возможностью сбрасывать с оси ствола цилиндр после его остановки ограничителем, содержащую соединенные с электромотором либо турбину с лопастями, либо пропеллер, либо диск с прорезями; систему сбора полых цилиндров, при этом ограничитель электрически соединен с ускоряющим электродом, а на торце цилиндра выполнен выступ, содержащий либо, по крайней мере, одно острие или лезвие, либо систему крепления макроскопической частицы или пленки, причем радиус основания выступа меньше ширины прорези отверстия ограничителя, а радиус цилиндра больше ширины прорези ограничителя.

Несколько ускорителей выполнены симметрично относительно точки расположения мишени и соединены в драйвер.

На изолирующем тросе выполнены дополнительные уединенные проводники, причем дополнительные уединенные проводники выполнены с выступами на торцах в форме фигур вращения, при этом ось вращения параллельна осевой линии изолирующего троса.

Изолирующий трос совмещен с трубой с жидкостью или с газом.

Вокруг изолирующего троса проводника выполнено проводящее кольцо.

Содержит автономное зарядное устройство, содержащее конденсатор, при этом на внутренней поверхности одной обкладки конденсатора выполнено покрытие, содержащее радиоактивное вещество, выполненное с возможностью испускать в ходе радиоактивного распада заряженные частицы одного знака, а на внутренней поверхности другой обкладки радиоактивного вещества нет, причем между обкладками выполнен зазор, и в зазоре нет диэлектрика.

Система подачи ускоряемого рабочего тела выполнена с возможностью подавать в качестве рабочего тела либо тяжелые ионы, либо макроскопические частицы или пленки.

Макроскопическая частица или пленка содержит вещество с работой выхода менее 3 эВ.

Макроскопическая частица или пленка выполнена из тугоплавкого материала и соединена с выступом цилиндра легкоплавким материалом, который в жидкой вазе не смачивает материал частицы или пленки, но смачивает материал выступа цилиндра.

Около оси ускорителя выполнен ускоритель плазмы с возможностью ускорять плазму вдоль оси.

Ускоритель плазмы содержит, по крайней мере, один провод, выполненный вдоль оси, и систему электродов, выполненные с возможностью создавать скрещенные электрические и магнитные поля, перпендикулярные оси.

Система питания содержит автономное зарядное устройство, содержащее транспортер, проходящий через обкладку внутреннего конденсатора, систему подачи на транспортер радиоактивного вещества, выполненного с возможностью испускать в ходе распада заряженные частицы одного знака и систему размещения радиоактивного вещества внутри обкладки, или на поверхности обкладки.

Автономное зарядное устройство содержит покрытие, содержащее радиоактивный материал, выполненный с возможностью испускать заряженные частицы одного знака.

Устройство удержания на весу элементов ускорителя содержит изолирующие тросы, один конец которых соединен со стенкой вакуумной камеры, а второй конец соединен либо с самим элементом, либо с тросом, соединенным с элементом, при этом, по крайней мере, один трос выполнен наклонно, под углом к вертикали, причем трос выполнен внутри изолирующей трубы, выполненной наклонно под углом к вертикали.

По крайней мере, одна изолирующая труба вакуумной камеры выполнена изогнутой вдоль той параболы, которую, в соответствии с предварительным расчетом, за счет силы тяжести образуют наклонные изолирующие тросы, удерживающие элементы на весу.

Система удержания на весу элементов ускорителя электрическим полем, выполнена с возможностью удерживать на весу составные части ускорителя с помощью электрического поля так, чтобы они не касались стенок вакуумной камеры, при этом система удержания на весу элементов ускорителя электрическим полем содержит, по крайней мере, два изолирующих троса, причем верхний изолирующий трос выполнен над элементом ускорителя, а нижний под элементом, при этом, изолирующий трос, соединен с элементом и с трубой с жидкостью или газом, причем концы троса закреплены в стенках изолирующей трубы вакуумной камеры, вдобавок между изолирующими тросами выполнены перпендикулярные тросам дополнительные изолирующие тросы, соединенные со стенками вакуумной камеры и не соединенные с элементом ускорителя, причем на середине дополнительного изолирующего троса выполнен дополнительный уединенный проводник, выполненный в виде фигуры вращения, при этом расстояние от оси фигуры вращения до поверхности фигуры вращения уменьшается в центральной части фигуры вращения и возрастает в сторону торцов фигуры вращения, причем на дополнительном уединенном проводнике выполнено автономное зарядное устройство, при этом ось фигуры вращения совпадает с осевой линией изолирующего троса.

Система удержания на весу элементов ускорителя электрическим полем содержит систему растяжки, содержащую, по крайней мере, два дополнительных уединенных проводников, назовем проводники первым и вторым, причем, по крайней мере, один первый дополнительный уединенный проводник, выполнен в виде фигуры вращения, при этом расстояние от оси фигуры вращения до поверхности фигуры вращения уменьшается в центральной части фигуры вращения и возрастает в сторону торцов фигуры вращения, причем, по крайней мере, один торец фигуры вращения соединен со штангой, соединенной с элементом ускорителя, при этом между первым дополнительным уединенным проводником и элементом выполнен в виде фигуры вращения второй дополнительный уединенный проводник, закрепленный на изолирующем тросе, причем длина первого уединенного проводника более чем в два раза превышает ширину второго проводника и длина штанги более чем в два раза превышает ширину второго проводника, а на поверхности второго проводника, обращенной в сторону внутренней поверхности изолирующей трубы, выполнено покрытие, содержащее радиоактивное вещество, выполненное с возможностью испускать в ходе радиоактивного распада заряженные частицы одного знака, причем концы троса закреплены в стенках изолирующих труб вакуумной камеры, а электрическая емкость первого уединенного проводника превышает емкость штанги более чем в пять раз.

Оси первого и второго дополнительного уединенного проводника перпендикулярны.

Между штангой и элементом выполнена пружина.

На поверхности первого проводника, более удаленной от элемента выполнено покрытие, содержащее радиоактивное вещество, выполненное с возможностью испускать в ходе радиоактивного распада заряженные частицы одного знака.

Система удержания на весу элементов ускорителя электрическим полем содержит, по крайней мере, три системы растяжки, выполненные с возможностью тянуть элемент ускорителя в разные стороны, в том числе и вдоль вертикали, при этом, по крайней мере, одна система растяжки выполнена над элементом и, по крайней мере, одна система растяжки выполнена под элементом.

По крайней мере, две системы растяжки выполнены по разные стороны от вертикали, проходящей через элемент.

Радиоактивное вещество выполнено с возможностью испускать электроны.

Ускоритель содержит систему дополнительного увеличения энергии ускоряемого рабочего тела, выполненную с возможностью дополнительно увеличивать энергию ускоряемого рабочего тела, причем система дополнительного увеличения энергии ускоряемого рабочего тела содержит коаксиальные электроды, выполненные вдоль оси ускорителя, при этом ось электродов совпадает с осью ускорителя и на оси электрода выполнено сквозное осевое отверстие, причем коаксиальные электроды объединены в секции, выполненные вдоль оси ускорителя, при этом, в секцию входит, по крайней мере, одна пара коаксиальных электродов, состоящая из внутреннего электрода и внешнего электрода, причем внешний окружает внутренний и электрически изолирован от него, вдобавок система дополнительного увеличения энергии рабочего тела содержит, по крайней мере, одну линию задержки, выполненную из провода, электрически соединяющего коаксиальный электрод и систему питания, при этом длина линии задержки согласована со временем прохождения ускоряемого рабочего тела через сквозное осевое отверстие коаксиального электрода.

Система питания электрически соединена с основным уединенным проводником.

Система дополнительного увеличения энергии рабочего тела содержит устройство включения коммутаторов, содержащее электроды пуска системы дополнительного увеличения энергии ускоряемого рабочего тела, соединенное, с системой пуска ускорителя и с системой подачи ускоряемого рабочего тела, причем система содержит, по крайней мере, один коммутатор, выполненный в виде двух пластин с возможностью охлаждаться жидкостью или газом, поступающих на пластины из труб с жидкостью или газом, при этом коммутатор выполнен так, чтобы между пластинами был зазор, причем на одной пластине выполнена система эмиссионных катодов, а на другой пластине эмиссионных катодов нет, при этом, по крайней мере, один коммутатор соединен с основным уединенным проводником, причем на основном уединенном проводнике выполнена пластина без эмиссионных катодов, а к проводам линий задержки присоединена пластина с эмиссионными катодами, вдобавок устройство включения коммутаторов содержит источник электромагнитного излучения, выполненный с возможностью направлять луч электромагнитного излучения на эмиссионные катоды коммутатора.

Источник электромагнитного излучения выполнен в виде лазера.

Коаксиальный электрод содержит проводящую трубу, причем ось трубы совпадает с осью ускорителя, при этом труба со стороны центра секции соединена с плоским проводящим кольцом, причем ось трубы совпадает с осью кольца, вдобавок плоскость кольца перпендикулярна оси ускорителя.

Проводящие плоские кольца, соседних коаксиальных электродов одной секции выполнены рядом друг с другом так, чтобы между ними был межэлектродный зазор.

Проводящие трубы соседних коаксиальных электродов одной секции выполнены с внешних сторон плоских проводящих колец.

Система дополнительного увеличения энергии рабочего тела содержит, по крайней мере, два провода линии задержки, выполненных один вдоль другого, при этом один провод линии задержки электрически соединен с системой питания, а второй провод линии задержки электрически соединен с землей.

Система дополнительного увеличения энергии рабочего тела содержит, по крайней мере, два провода линии задержки, выполненных один вдоль другого, электрически соединенных с системой питания, причем провода выполнены с возможностью запитываться токами противоположных направлений.

Ускоритель содержит дополнительный уединенный проводник, назовем его минусовой уединенный проводник, выполненный с возможностью удерживаться на весу устройством удержания на весу элементов ускорителя, при этом устройство, вызывающее перенос зарядов выполнено с возможностью переносить положительные заряды на основной уединенный проводник и отрицательные заряды на минусовой уединенный проводник, причем с минусовым уединенным проводником через коммутатор соединена, по крайней мере одна линия задержки и с основным уединенным проводником соединена через коммутатор, по крайней мере одна, линия задержки.

Система питания электрически соединена с минусовым уединенным проводником.

Система дополнительного увеличения энергии рабочего тела содержит, по крайней мере, две линии з