Электромагнитная ловушка

Электромагнитная ловушка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН H$I

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛбСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву№414952 (22) Заявлено 07.06.74 (21)2031451/26-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (

Н 05 Н 1/О

Гооударстаенный иомитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 533.9.07 (088. 8) (43) Опубликовано 15.03.78, Бюллетень №10 (45) Дата опубликования описания20.02.78 (72) Авторы изобретения

О. А. Лаврентьев, H. Н. Саппа и В. A. Сидоркин (71) З.аявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЛОВУШКА

Изобретение относится к физике плазмы и проблеме управляемого. термоядерного синтеза и может быть использовано для получения и удержания высокотемпературной плазмы. 5

Известна электромагнитная ловушка по авг. ca. ¹ 414952, содержащая цилиндрическую вакуумную камеру, в торцовых частях которой помещены соосные соленоиды, создающие нарастающее к торцам камеры l0

1 магнитное поле, четное число проводников, расположенных по образующим, соосНой упомянутьЬ соленоидам цилиндрической поверхности и имеющих длину большую, чем расстояние между сэленоидами, и электроды,15 закрывающие магнитные щели ловушки.

Такие электромагнитные ловушки имеют малую плэтносгь удерживаемой плазмы, которая зависиr от сопряжения магнитных полей в области между проводниками. 20

Необходимым условием сопряжения магнитных .пэлей проводников и полей торцовых соленоидов является малая величина радиальной компоненты магнитного поля торцовых соленоидов на участках между 25 проводниками. Это обусловлено тем, что мультипольное магнитное поле проводников, удерживающее плазму, стремяшуюся диффундировагь на цилиндрическую поверхность ловушки, ослабляется в тех щелях между проводниками, где оно противоположно по направлению радиальной компоненте магнитного поля торцовых соленоидов. Уменьшение магнигнэго поля в магнитных щелях между проводниками увеличивает диффузию электронов на проводники и, следовательно, умень- шаег плэгность плазмы в ловушке. А уменьшение радиальной компоненты магнитного поля гэрцовых соленоидов путем уменьше-> ния тока в них нецелесообразно, так как это приведет к уменьшению магнитного поля в торцовых областях ловушки, чтэ также уменьщаег плотность удерживаемой плазмы.

Бель изобретения - увеличение плотности плазмы, удерживаемой в электромагнитной ловушке.

Это достигается тем, что лэвущка снабжена дополнительной парой соленоидов, уста» новленных коаксиально основным соленоидам, в тех же сечениях, в которых установлены

611798 основные соленоиды, и имеющих внутренний диаметр, больший диаметра, на кэтором расположены проводники, предназначенные . для создания удерживающего магнитного поля в цилиндрической части ловушки. 5

На чертеже показана принципиальная схема ловушки для удержания и нагрева плазмы с использованием электрических и магнитных полей.

В цилиндрической вакуумной камере 1 10 закреплены проводники 2, расположенные по образующим цилиндрической поверхности. В торцовых частях цилиндрического, объема расположены основные торцовые соленоиды 3, & коаксиально им.расположены 15 дополнительные соленоиды 4 .

Коаксиально проводникам, охватывая их, расположен отражательный цилиндрический электрод 5, находацийся под отрицательным потенциалом,,превышающим потенциал 20 инжектора 6 электронного потока, расположенного по оси устройства против осевого отверстия одного из торцовых соленоидов.

Против отверстия другогo торцового соленоида симметрично инжектору расположен отражательный электрод 7. Кольцевые отражательные электроды 8, расположенные перпенди» кулярной к оси устройства, перекрывают магнитные щели между торцовыми и дополни- тельными с олен оидами. . 30

Устройство работает следующим образом.

После достижения необходимого вакуума в камере 1 по проводникам 2 и соленоидам

3 и 4 пропускают ток для создания удерживающего магнитного поля, причем no ггроводникам 2 пропускают ток так, чтобы направление тока в соседних проводниках было противоположно. Поток электронов иэ инжектора 6 направляется через осевое .40 отверстие соленоида 3 внутрь ловушки.

Отрицательный потенциал на цилиндричес«ом электроде 5 препятствует выходуэлектрэнов через магнитные щели между проводниками 2, отрицательный потенциал на инжекто-k5 ре. 6 и Электроде 7 препятствует выходу электронов через осевые отверстии соленои.дов 3, а отрицательный потенциал на коль4 цевом электроде 8 - выходу электронов в магнитные щели между соленоидами 3 и 4.

Величина и направление тэка в дополнительных соленоидах 4, а также их геометрические размеры выбираются такими, чтобы радиальная компонента магнитного поля, создаваемого дополнительными соленоидами

4, была бы на участках между проводниками равна по величине и противоположна по направлению радиальной компоненте магнитного поля торцовых соленоидов 3. Магнитное поле проводников и соленоидов предотвращает уход электронов на поверхности проводников и соленоидов. Удерживаемые так электроны образуют потенциальную яму для ионов, рождающихся в процессе ионизация остаточного газа электронами.

При использовании дополнительных соленоидов, радиальная компонента магнитного поля которых на участках между проводниками равна по величине и противоположна по направлению радиальной компоненте магнитного поля торцовых соленоидов, компенсируется негативное влияние магнитного поля торцовых соленоидов на магнитное поле, защищающее проводники.

Это позволяет увеличить магнитное поле торцовых соленоидов, что приводит к существенному увеличению плотности удерживаемых в ловушке электронов. А плотность удерживаемых электронным облаком ионов возрастает. пропорционально увеличению плотности алек трон ов.

Ф ормула и з обре тения

Электромагнитная ловушка по авт.св.

N 414852, отличаюшаясятем, что, с целью увеличения плотности удерживаемой плазмы, она снабжена дополнительной парой соленоидов, установленных коаксиально основным соленоидам и имекнпих внутренний диаметр, больший диаметра цилиндрической поверхности, по образуюшей которой расположены проводники, предназначенные для удерживающего магнитного поля в цилиндрической части ловушки.

511798

Редактор В. Ким

Редактор Н. данилович Техред М, Борисова Корректор И. Гран т

Заказ 1319/55 .,Тираж 992 Подлисное

ЦНИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Фнлнал ППП Патент., г. Ужгород, ул. Проектная, 4