Универсальный инжектор горячей плазмы

(51) М Н 1/О с присоединением заявкиГасударственных комитет 23) ПриоритетОпубликовано 30.10.79, Бюллетень40Дата опубликования описания 30,10,79 53) УДК 621.039(088,8) по делам изобретений ткрытни 2) Автор изобретени анов 71) Заявите 4) УНИВЕРСАЛЪНЫЙ ИНЖЕ ГОРЯ Ч ЕЙ ПЛАЗМЪ Изобретение отплазмы и проблеядерного синтезавано для стационжекции в различкак электронно-гчей плазмы, а таизотермическойту ). ваниям термопольой иновушки о-горязкой к емпераносится к исслед мам управляемого и может быть и арной и импульс ные магнитные л орячей, так и ион кже плазмы, бли (киловольтных т Известны инжекторы для полученияплазмы в ловушках, представляющие собой источники заряженных или нейтральных частиц, в которых применяется, например, метод инжекции молекулярных ионов с последующей диссоциацией их в ловушках. Вкачсстве инжекторов плазмы применяют плазменные пушки, которые работают в импульсном режиме и создают плазму, имеющую сравнительно низкую температуру (особенно электронную) и большое количество примесей.Однако такие инжекторы не позволяют получать и инжектировать горячую плазму с широким спектром энергий частиц, работая в стационарном и импульсном режимах, получать интенсивные потоки плазмы или частиц (десятки и сотни ампер).Цель изобретения - повышение интенсивности потока инжектируемой чистой горячей плазмы с широким спектром энергий частиц,Это достигается тем, что в ловушке между входной и выходной ее частями установлена кольцевая электронная пушка, ось которой совпадает с осью инжектора.5 На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого инжектора.Он состоит из вакуумной камеры 1, системы откачки 2 и 3, катушек магнитного поля 4 - 7; аксиальной электронной 8 и 10 кольцевой электронной 9 пушек, выходногопатрубка 10, обеспечивающего перепад давления, фокусировку и вывод потока частиц.Патрубок представляет собой обычную 15 заполненную рабочим газом ловушку смагнитными пробками, в которой горячая плазма создается методом инжекции электронных пучков, движущихся с достаточной большой перпендикулярной составляющей 20 скорости. Эта магнитная ловушка используется как инжектор, поскольку через магнитную пробку (конус потерь) противоположную электронной пушке, проходит достаточный поток горячей плазмы.25 Инжектор работает следующим образом.В вакуумную камеру подают рабочий газ до необходимого давления и включают электронную пушку 8, в результате чего быстро образуется предварительная плаз ма, при взаимодействии с которой электронного пучка возникает ВЧ и НЧ-колеЗаказ 2372/1 Изд.642 Тираж 945 Подписное ИПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова,бания (вследствие развития пучковых миронеустойчивостей), Это приводит к интенсивной бесстолкновительной передаче энергии пучка частицами плазмы при ускорении некоторой их части до весьма высоких энергий. Так, например, в режиме получения электронно-горячей плазмы спектр энергий весьма широк (до 2 - 3 МэВ), а температура горячих электронов достигает 100 кэВ. Постепенное введение в работу кольцевой электронной пушки 9 приводит к значительному увеличению плотности горячих электронов при высоких энергиях инжекции.Инжектор может работать и в другом режиме, когда образуется плазма с горячими ионами. В этом случае раскачка НЧ- колебаний, ответственных за нагрев ионов, осуществляется за счет значительного повышения тока обеих пушек при прежней или даже несколько пониженной энергии инжекции и увеличенном давлении рабочего газа. Система позволяет также получать горячую плазму, близкую к изотермической, с температурами электронов и ионов порядка 5 - 10 кэВ. Во всех случаях появляется интенсивный поток частиц плазмы в конус потерь ловушки. Эта плазма, находясь в ловушке, надежно защищена от попадания нейтральных частиц слоем холодной плазмы, а на выходе - мощной сор бционной и дифференциальной откачками, Универсальный инжекгор может работать как в стационар ном, так и в импульсном режимах,Прп сравнительной простоте и дешевизне устройства он обеспечивает весьма интенсивный поток горячей плазмы с широким спектром энергий,Формула изобретенияУниверсальный инжектор горячей плаз мы, содержащий вакуумную камеру с патрубком для откачки и аксиально расположенной у одного из ее торцов электронной пушкой, имеющую отверстие для прохода электронов в другом торце, ловушку с па трубком для откачки, присоединенную к выходной части камеры и имеющую отверстие для выхода плазмы из нее, патрубок с сорбентом для очистки плазмы от нейтральных частиц, присоединенный к выходной 20 части ловушки и имеющий канал для выхода плазмы из инжектора, систему катушек для создания продольного магнитного поля в вакуумной камере с магнитными пробками в районе ее торцов и встречных 25 магнитных полей в ловушке со сгущениемсиловых линий магнитного поля у входной и выходной частей ловушки, о тл и ч а ющи й ся тем, что, с целью повышения интенсивности потока инжектируемой горячей 30 плазмы с широким спектром энергий, в ловушке между входной и выходной ее частью установлена кольцевая электронная пушка, ось которой совпадает с осью инжектора,