"способ получения плазмы

"способ получения плазмы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

:Социалистических

Республик (ii) 434889

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 15.06.72 (2! ) 1796756/26-25 с присоединением заявки № (23) П риоритет— (5l)M; Кл.

Н 05 Н 1/00

Государственный квинтет

СССР (53) УДК 533.9. .07 (088.8) ио делан нзооретений н открытнй

Опубликовано 25 03 80 Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 25.03 80 (72) Автор изобретения

О. А. Лаврентьев (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАЗМЫ

Изобретение относится к физике плазмы и проблеме уйравляемого термоядерного синтеза и может быть использовано для получения плазмы в электромагнитной ловушке.

Известен способ получения плазмы в электромагнитной ловушке ионизацией рабочего газа электронным потоком в объеме удержания.

По этому способу в область между магнитными поверхностями встречно включенных солеlO ноидов и отрицательно заряженных электродов ловушки, препятствующих выходу электронов через магнитные щели, инжектируют поток элект ронов и одновременно в эту же область направляют рабочий газ, В результате ионизации из каждой молекулы газа образуется пара: электрон и ион. Ион затягивается потенциальной ямой объемного заряда электронов, а медленный электрон ионизации совершает колебания в области магнитной щели между отрицательно заряженньтм запирающим электродом и отрицательно объемным зарядом. Он должен быть выведен из ловушки и заменен быстрым электроном внешней инжекции.

Вывод медленных электронов по этому способу происходит в результате диффузии через магнитное поле. ДЛя сильных магнитных полей скорость диффузии мала и либо скорость образования плазмы должна быть ограничена, либо в ловушке вблизи магнитных щелей будут накапливаться медленные электроны, препятствующие дальнейшему образованию плазмы в центре.

Цель изобретения — создание способа получения плазмы, позволяющего удалять медленные электроны ионизации из магнитных щелей ловушки.

Это достигается тем, что на отрицательно заряженные электроды, заттирающие магнитные щели, подают положительные импульсы с длительностью, подобранной таким образом, чтобы через открытые магнитные щели успевали выходить электроны из области магнитных н(елей, а потери быстрых электронов из ловушки за это малое время были бы незначительными.

Практически длительность т положительных импульсов выбирается иэ условия т,(т <<т, где т1 и т — соответственно время выхода медленных электронов из области магнитной з 4348 щели и быстрых электронов из ловушки при положительном потенциале на запирающих электродах.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

При наложении на отрицательно заряженные электроды ловушки с плазмой положительных импульсов отпираются магнитные щели и электроны из ловушки устремляются на находящиеся под нулевым (или положительным потен- 1о циалом) электроды. В первую очередь на электроды попадают электроны из области магнитной щели, так как их время пробега даже для малых энергий (— 10 эВ). .1 см 15 и 1О-8

U 10гce(e, е где L — глубина магнитной .щели.

Для быстрых электронов из объема (поскольку они совершают более 10 пробегов в 2о области удержания, прежде чем попадают в магнитную щель) это враля составляет

Ы 2Й = О-- ..+Ш - = 2 ° 10

U6 16 см/с

Следовательно, если выбрать (для данного примера) длительность положительного импульса порядка 10 Нс, то электроны, накапливаемые в области магнитных щелей, будут удалены, а потери электронов из объема ловушки оказываются незначительными. 30

Предлагаемый способ может быть проиллюстрирован схемой, показанной на чертеже.

В вакуумную камеру 1 помещают соленоиды 2, создающие магнитное ноле остроугольной геометрии с магнитными поверхностями — гиперболоидами вращения. Магнитные щели закры° ты отрицательно заряженными электродами 3

3 препятствующими уходу электронов из ловуш89 4 ки. В ловушку инжектируют поток электронов с катода 4, которые накапливаются межд магнитными поверхностями и отрицательно заряженными электродами, образуя потенциальную яму объемного заряда электронов. В область накопления электронов вводят рабочий газ через систему 5 подачи.

В результате ионизации этого газа электронами образуются ионы и медленные электроны.

Ионы затягиваются потенциальной ямой, создавая в центре ловушки плазму. Медленные электроны ионизации совершают колебания в области магнитных щелей между отрицательно заряженными электродами и отрицательным объемным зарядом.

С помощью импульсного генератора на отрицательно заряженные электроды подают серию положительных импульсов длительностью 10 с, отпирающих на это время магнитные щели.

Электроны, находящиеся в области магнитных щелей, уходят из ловушки, при этом теряется только малая часть быстрых электронов, захваченных между магнитными поверхностями ловушки.

Формула изобретения

Способ получения плазмы в электромагнитной ловушке с электродами для запирания магнитных щелей путем ионизации рабочего газа быстрыми электронами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности способа, на упомянутые электроды подают положительные импульсы напряжения, длительность которых больше времени выхода медленных электронов из ловушки, но меньше длительности выхода быстрых электронов, при положительном импульсе напряжения на электродах.