Устройство для возбуждения электромагнитных волн в плазме

Устройство для возбуждения электромагнитных волн в плазме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(11) 43489I

Со1оз Советских

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соииалистическик

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства 397139 (22) Заявлено 25.01.71 (21) 1612254/26-25 с присоединением заявки— (32) Приоритет—

Опубликовано 05.11.75. Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 05.03.76 (51) М. Кл. Н 05h 1/18

Ьсударстоенный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 533.9.03 07 -++ 533.951 (088.8) (72) Автор изобретения

A. В. Лонгинов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ПЛАЗМЕ

По основному авт. св. № 397139 известно устройство для возбуждения электромагнитных волн в плазме, состоящее из вакуумной камеры, источника высокочастотной энергии и возбуждающего элемента, выполненного в виде диэлектрического резонатора и расположенного по внутренней поверхности вакуумной камеры.

Однако использование этого устройства для нагрева плазмы может быть затруднено из-за нестабильности параметров, плазмы в течение греющего импульса, так как в этом случае возможно существенное изменение собственных частот резонатора.

Цель изобретения — создание устройства для нагрева плазмы с помощью электромагнитных волн, обеспечи вающего более эффек-,пвную передачу энергии от внешней системы в плазму при наличии .значительных изменений параметров плазмы в течение процесса нагрева.

Цель достигается тем, что:в качестве уст,ройства, возбуждающего волну в плазме, используют диэлектрический волновод, охватывающий плазменный шнур. Волновод возбуждается на частоте, близкой к частоте отсечки, с помощью диэлектрического .резонатора, расположенного соосно с волноводом и вблизи него. Резонатор возбуждается с помощью системы вибраторов. Параметры волновода и резонатора выбирают так, что a«c»aльная длина волны в резонаторе меньше аксиальной длины волны в волноводе. Это требовани может быть удовлетворено при выполненп.I резонатора и волновода в виде соосных труб с различ ными значениями диэлектрической проницаемости, причем диэлектрическая проницаемость материала резонатора больше диэлектрической проницаемости материала вол10 повода. Для упрощения конструкции волновод,и;резонатор могут быть .выполнены в виде набора диэлектрических колец. Если кольца резонатора и волновода выполнены из одного диэлектрика, то зазоры между кольцами

15 волновода должны быть больше, чем зазоры между кольцами резонатора.

На фпг. 1 изображено предлагаемое ус:— ройство, продольный разрез; на фиг. 2 — поперечное сечение устройства; .на фиг. 3 да .i

20 график распределения азимутальной компоненты электрического поля вблизи поверхности плазменного шнура (в плоскости АА на фиг. 1); на фиг. 4 — устройство в варианте с использованием диэлектрических колец; на

25 фиг. 5 — поперечное сечение устройства, показанного на фиг. 4.

В плазменном шнуре 1 электромагнитная волна возбуждается с помощью волновода Z, выпол ненного в виде диэлектрической трубы.

З0 Параметры волновода (диэлектрическая про434891

4» ницаемость и толщина стенки) выбирают так, чтобы рабочая частота была близка к частоте отсечки вол,повода. Волновод 2 возбуждается с помощью диэлектрического .резонатора

8, расположенного соосно с волноводом и имеющего более, высокую диэлектрическую проницаемость. Аксиальная длинна волны собственных колеба ний в резонаторе оказывается значительно меньше аксиальной длины волны в волповоде. Резонатор запитывают от источника высокочастопной энергии с помощью коаксиальных кабелей 4 и системы вибраторов 5. Вибраторы представляют собой проводники, размещенные в теле резонатора. Количество вибраторов выбирают из условия согласования с .волновым сопротивлением коакоиального кабеля 4. Резонатор и волновод размещают между металлической вакуумной камерой б и плазменным шнуром 1.

Если длина резонатора больше длины затуха ния волны (из-за сильного затухания длина волновода при указанном, условии может быть достаточно мала), то в волноводе вблизи резонатора существует только волна, распространяющаяся от резонатора.

Поскольку значение диэлектрической проницаемости резонатора больше, чем волновода, аксиальная длинна волны iB резонаторе достаточно мала. При малой аксиальной длине волны излучение из резонатора в плазму несуществен но, энерпия электромапнитного поля в основном за,ключена в диэлектрике и влияние плазмы на собственную частоту резонатора мало.

Слабое влияние плазмы на собственную частоту резонатора позволяет обеспечить хо5 рошее согласование коаксиальных кабелей с вибраторами ia течение всего греющего импульса и осуществить эффективную передачу высокочастотной энергии в плазму. Для упрощения системы резонатор и волновод можно выпол нить из однотипных диэлектрических колец.

Предлагаемое устрой ство позволяет осуществить эффективный ввод высокочастотной энергиями в плазму,и может найти применение для нагрева плазмы в термоядерных ловушках.

Предмет изооретения!. Устройство для возбуждения электромагнитных волн в плазме по авт. св. № 397139, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, диэлектрический резонатор снабжен диэлектрическим волноводом, имею25 щим равный с резонатором диаметр и расположенный,с ним соосно.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что параметры волновода выораны из условия, что аксиальная длина волны в резонатоЗО ре меньше, чем аксиальная длина волны в вол поводе.

3. Устройство по п. !, отличи>ощееся тем, что волновод.выполнен в виде колец.

434891

Составитель А. Вехов

Редактор О. Юркова Текред Е. Подурушина Корректор И. Симкина

Заказ 142/204 Изд, ¹ !02 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент>