ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЛОВУШКА Советский патент 1974 года по МПК H05H1/00 

1

Изобретение относится к физике плазмы и проблеме управляемо го термоядерного синтеза. Устройство может быть использовано для получения и удержания высокотемпературной плазмы.

Известна электромагнитная ловушка л,ля удержания плазмы электрическими и магнитными полями, представляющая собой вакуумную камеру, куда помещены два встречно включенных соленоида, создающих остроугольное магнитное поле, .и электроды, к которым (Прилагается отрицательный потенциал относительно корпуса. Эле.кт1роды расположены та-КИм образом, что они за:крывают магнитные щели (участки магнитного толя, где оно напра1влено перпендикулярно поверхности, ограничивающий внутренний объем соленоидов). Два электрода находятся за осевыми отверстиями соленоидов, причем один из них выполняет функции инжектора электронов. Третий - кольцевой - охватывает соленоиды по периметру, закрывая кольцевую магнитную щель между соленоидами.

Известному устройству присущ малый объем области удержания плазмы. Этот объем определяется геометрией центральной области с нулевЫМ магнитным полем. Увеличеи1ие полезного объема ограничено необходимостью применения очень больщих магнитных полей.

Цель изобретения - увеличение полезного объема электромагнитной ловущки, занятого плазмой.

В предлагаемой ловущке эта цель достигается применением токонесущих щин, расположенных по образующим цилиндрической поверхности, в совокупности с соленоидами, расположенными по оси на концах цилиндра. Для дальнейщего увеличения полезного объе0ма можно увеличить диаметр цилиндрической области при добавлении некоторого количества пар токонесущих шин и удлинить цилиндрическую область, т. е. расстояние между осевыми соленоидами.

5

На чертеже приведена принципиальная схема ловущки.

В вакуумной камере / закреплены проводники 2, являющиеся частью медного цилилдра, разрезанного по образующим. На

0 оси цилиндра в торцовых его частях расположепы многовитковые соленоиды 3. Коаксиально проводникам, охватывая их, расположен отражательный цилиндрнческий электрод 4, .находящийся под отрицательным потенциалом, превышающим потенциал инжектора 5 электронного потока, расположенного на оси системы против осевого отверстия одного из соленоидов. Симметрично инжектору против осевого отверстия другого соленоида расиоложен отражательный электрод б . Распределение магнитного поля в рабочем режиме показано на -чертеже кривыми а и б в произвольном масштабе.

Когда в камере устанавливается вакуум ниже 10-3 jQp по проводникам 2 и катушкам 3 пропускают ток для создания удерживающего магнитного поля. Поток электронов из инжектора направляется через осевое отверстие соленоида внутрь ловушки, полезный объем которой образуют магнитные поверхности Штермера. Необходимым условием сопряжения (магнитных полей токонесущих шин и полей осевых соленоидов является малость радиальной компоненты магнитного поля шин в области между в ллоскости расположения соленоидов.

Цилиндрический электрод 4 ори подаче на него отрицательного потенциала препятствует выходу электронов через магнитные щ-ели :меж|ду Ш1раводника;м1И 2, а отрицательный потенциал на электроде 6 и инжекторе 5 - выходу электронов через осевые отверстия катушек. Удерживаемые таким способом электроны образуют потенциальную яму для ионов, рождающихся в результате ионизации остаточного газа электронами.

В предлагаемом устройстве иолезный объем ловушки увеличен юростым увеличением диаметра, .на котором -рааположены проводви ки, и количества лравадникое, а также -увеличением расстояния между соленоида ми.

Предмет изобретения

Электромагнитная ловушка для удержания плазмы электрическими и магнитными полями, представляющая собой цилиндрическую вакуумную камеру, в торцовых частях которой расположены соосные соленоиды, создающие нарастаюшие к торцам камеры магнитное поле, и электроды, закрывающие магнитные щели ловущки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения полезного объема ловущки, она снабжена четным число,м правод1НИКО В, расположенных по образующим соосной соленоидам цилиндрической поверхности, длина которых превышает расстояние между соленоидами, а также электродом в виде цилиндра, охватывающего все проводники.

2 4