Способ получения высокотемпературной плазмы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 16,07.73 (21) 1943025/18-25с присоединением заявки Нов(51) м. (л. Н 05 Н 1/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 30. 03. 80(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЯ ПЛАЗМЫ Изобретение относится к области физики плазмы и проблеме управляемого термоядерного синтеза и может быть использовано для импульсного получения высокотемпературной плазмы, а также в качестве импульсного источника нейтронов.Известен способ получения плазмы, использующий пространственно-временную фокусировку потоков заряженных частиц. По этому способу с поверхности сферы внутрь по радиусам инжектируют потоки электронов и ионов с одинаковыми плотностями и с одинаковой скоростью частиц, зависящей от време"15 ни так, чтобы частицы, испущенные с поверхности сферы в разные моменты времени, пришли в центр сферы одновременно 1).Недостатком этого способа является сложность его осуществления, обусловленная необходимостью получения расчетной формы ускоряющего импульса со степенью точности (0,1), обеспечивакщей условия временной фокусировки.С целью упрощения способа путем обеспечения воэможности использования ускоряющего импульса прямоуголь," ной формы по предлагаемому способу.на шаровой слой плазмы накладываютпрямоугольный импульс напряжения стаким распределением потенциала потолщине слоя плазмы, чтобы ионы, стартовавшие в момент приложения импульса из любой точки слоя, приходили вце нт р сф еры од нов реме ни о,Пусть поверхность сферы радиуса Нокружена шаровым слоем плазмы, образованной, например, с помощью высокочастотного разрядаВ некоторый начальный момент времени к слою прикладывают прямоугольный импульс напряжения (например, с помощью погруженных в плазМУ прозрачных сеток) . Распределение потенциала импульса потолщине слоя должно быть подобранотаким образом, чтобы время пролеталюбого иона слоя, начавшего свое движение в момент приложения импульса,до центра сферы было одинаково:(г)- -- + = з,( )лт(" с( ее Я) ее Яг)-щ где е - координата точки старта;- текущая координата;О(г) - искомая функция распределения потенциала импульсав слое.588901 Формула изобретения 40 Л фиг. 2ставитель О., Лаврентьевхред Н.Ковалева Корректор В, Бутяга Фие,актор Е. Месропов акаэ 499/4 8 Тираж 885 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патенф, г. Ужгород, ул. Проектная,Это интегральное уравнение можетбыть решено с помощью преобразованияАбеля. Его решение:2 Ц( 1 . Г ИЛУ 1- = - + --- 1- - (1 ГСВ 1 й 1-2(2 )в 2 Т ипц лщг) ,5На Фиг. 1 приведена зависимостьпотенциала от радиуса; на фиг, 2 вупрощенном виде показан элемент шарового слоя,На участке от Н до 3/2 Р она близ- Ока к линейной. Участок от 3/2 В до2 В может быть легко аппроксимированотрезками прямых,Ускоряемый поток ионов нейтрализуется при пересечении ускоряющей сетки, например, с помощью термоэмиссиии вторичной электронной эмиссии в результате бомбардировки сетки потокомионов,Пусть плотность ионов в слое и10 см . Объем слоя от й = 10 смдо 2 В равен 2,910" см. Если прост-.ранственно-временная фокусировка выполняется, например, до радиуса0,5 см, то плотность плазмы вфокусе достигает 5,6 10 з см з, т. е.почти вдвое будет больше плотностигаза при нормальном атмосферном дав.лении и нормальной темгературеПред"лагаемый способ может быть проиллюстрирован схемой (Фиг. 2), где (в уп- Орощенном ниде) показан элемент шарового слоя, толщиной от В до 2 В, окружающий сферу радиуса В. В шаровомслое помещены концентрически расположенные сетки в количестве, обеспечивающем аппрроксимацию расчетного потенциала (Фиг. 1) участками линейнойзависимости, В шаровом слое создаетсяплазма ионизацией рабочего газа, например, с помощью высокочастотного поджига. Затем на шаровой слой накладывают прямоугольный импульс ускоряющего напряжения, который через специально подобранный делитель с помощью сеток в плазме распределяется по толщине слоя в соответствии с расчетной формулой. Способ получения высокотемпературной плазмы путем пространственно- временной фокусировки ионов в центре сферического плазменного слоя с нейтрализованным объемным зарядом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа путем обеспечения воэможности использования ускоря" ющего импульса прямоугольной формы, к плазменному слою, окружающему дрей-. фовое пространство, прикладывают электрическое полс, распределение потенциала которого по радиусу выбрано таким, чтобы выполнялось соотнааение: Г 1 г и(г) 1,Ц(В) Н г 71 ивТ В) где П (г) - распределение потенциалапо радиусу,П(Н) - значение потенциала награнице плазма - дрейфовоепространство, обеспечивающее одноаременный приходвсех ускоряемых ионов вцентр области дрейфа,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 414951, кл. Н 05 Н 1/ОО, 1972.