Электромагнитная ловушка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 103 19) Я 1)4021 В 1/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОФРЬ(56) Лаврентьев О.А. Инжекция электронов в электромагнитную ловушку. УкрФизЖурнап., т. 9, 1966, 0 ф 9, с. 982.Азовский Ю.С. и др. Исследование однощелевой электромагнитной ловушки, 10 питерМ. - "Физика плазмы". Вып. 2, т. 6, 1980, с. 256-262.(54) (57) 3 ЛЕКТРОМА 1 НИТНАЯ ЛОВУ 111 КА,содержащая вакуумную камеру, в кото-,рой размещены соосные соленоиды с помещенными в их отверстия соосно им.кольцевыми диафрагмами, и запиращие осевые и щелевые электроды, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью улучшения качества регулирования эффективного диаметра плазменного образования, между диафрагмамии запирающими осевыми электродамиустановлены кольцевые электроды, расположенные соосно с соленоидами.1032482 Изобретение относится к физикеплазмы и проблеме управляемого термоядерного синтеза и может быть использовано в устройствах для удержанияплазмы.Известна электромагнитная ловушка,содержащая размещенные в вакуумнойкамере соосные соленоиды, запирающие осевые и щелевые электроды и диафрагму, расположенную за пределамикаждого соленоида и жестко связаннуюс одним из осевых запирающих электродов.Недостатком известной электромагнитной ловушки является, то, что диафрагма недостаточно предохраняеткрая соосных соленоидов от перегреваи не обеспечивает получение плазмыв электромагнитной ловушке с оптималь.20ными значениями при разных режимах.Наиболее близкой к предлагаемойявляется электромагнитная ловушка,содержащая вакуумную камеру, в которой размещены соосные соленоиды с 25помещенными в их отверстия соосно имкольцевыми диафрагмами и .запирающиеосевые и щелевые электроды. Кольцевыедиафрагмы представляют собой металлические вставки-трубки, изолированные от корпуса электромагнитной ловушки. Кольцевые диафрагмы ограничивают магнитный поток, вдоль которогоэлектроны выходят из ловушки. Запирающие осевые и щелевые электроды разме 35щены вне объема удержания. Один из осевых запирающих электродов одновременно является .эмиттером электронов, Накопление плазмы в электромагнитной ловушке осуществляется путем ионизации рабочего газа инжектированными электронами.При определенном размере кольце.вых диафрагм и конкретных значениях напряженности магнитного поля и тока инжекции в электромагнитной ловушке может быть получена плазма с максимальным значением плотности и температуры. Для получения плазмы с максимально достижимыми значениями плотности и температуры при других пара 5 О метрах магнитного поля тока инжекции и плотности рабочего газа необходимо изменить размер кольцевых диафрагм и следовательно эффективный диаметр потока заряженных частиц в осевое отверстие.Недостатком данного устройства является то, что для замены одной кбльцевой диафрагмы другой, необходимо разбирать высоковакуумную электромагнитную ловушку, что приводит к простою электромагнитной ловушки, потере времени на ее разборкуи последующую сборку, потере времени на дегазацию внутренних поверхностей после сборки электромагнитной ловушки.Цель изобретения - улучшение качества регулирования, эффективного диаметра плазменного образованияПоставленная цель достигается тем, что в электромагнитной ловушке, содержащей вакуумную камеру, в которой размещены соосные соленоиды с помещенными в их отверстия соосно им кольцевыми диафрагмами, и запирающие осевые и щелевые электроды, между диафрагмами и запирающими осевыми электродами установлены кольцевые электроды, расположенные соосно с соленоидами.Введение в электромагнитную ловушку кольцевых электродов, расположенных между диафрагмами и запираюшнми осевыми электродами соосно с соленоидами и размещенных в области расходящегося магнитного поля, перекрывая магнитный поток, позволяет в процессе работы варьировать электростатические потенциалы, подаваемые на кольцевые электроды, что обеспечивает изменение эффективного диаметра плазменного образования в осевом отверстии, определяющего объем удерживаемой в ловушке плазмы. Это изменяет диффузию электронов в направлении поперечном относительно магнитного поля и тем самым дает возможность получать плазму с оптимальными параметрами. На чертеже изображена предлагаемая электромагнитная ловушка, общийвид,Устройство содержит соосные соленоиды 1, кольцевые диафрагмы 2, запирающие осевые электроды 3 и 4, запирающие щелевые электроды б, Соленоиды 1 размещены в вакуумной камере 7,Кольцевые диафрагмы 2 помещены вотверстия соленоидов 1 соосно им.Соленоиды 1 включены навстречу другдругу. Кольцевые электроды 6 размеще-ны диафрагмами 2 и запирающими осевыми электродами 3 и 4 соосно соленоидам 1 и на разном расстоянии отних, Запирающий осевой электрод 3При этом наблюдается улучшение условий эксплуатации электромагнитной ловушки, так как отсутствует необходимость в разборке электромагнитной ловушки. Редактор Н.Сильнягина Корректор А,Тяско Техред М.Моргентал Тираж 395 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 3402 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 10324одновременно служит эмиттером электронов,В качестве примера на чертеже изображена электромагнитная ловушка скольцевыми электродами 6, каждый из5которых содержит по три кольца.Устройство работает следующимобразом,После достижения необходимого1 Овакуума в вакуумной камере 7 по соосным соленоидам 1 пропускают ток длясоздания удерживающего магнитногополЯ Поток электронов от запирающего осевого электрода 3 в течение 15определенного импульса направляютвдоль оси внутрь электромагнитной ловушки. При этом на запирающие осевыеэлектроды 3 и 4 и запирающие щелевые,электроды 5 подают отрицательный по Отенциал, который препятствует выходуэлектронов из электромагнитной ловушки, Накопление плазмы в электромагнитной ловушке осуществляетсяпутем ионизации рабочего газа инжекти рованными электронами.,На кольцевыеэлектроды 6 при необходимости могутбыть поданы различные потенциалы поотношению к потенциалу на диафрагме2, что приводит либо к отражению ЗОэлектронов в ловушку, либо к их поглощению на кольцевых электродах 6.При подаче на кольцевые электроды 6отрицательного потенциала, равногопотенциалу запирающих осевых электро 824дов 3 и 4в вакуумную ловушку возвращаются все электроды, вышедшие из нее через диафрагму 2. При подаче на кольцевые электроды 6 положительного потенциала, равного потенциалу на кольцевой диафрагме 2, часть электронов, вышедших из электромагнитной ловушки, будет поглощена кольцевыми электродами 6 и только часть отразится от осевых запирающих электродов 3 и 4 и вернется в электромагнитную ловушку, Подавая разные потенциалы на кольцевые электроды 6 можно регули- ровать эффективный диаметр осевого сечения, через которое осуществляет ся отражение электронов в электромагнитную ловушку. Таким образом, при необходимости, можно для разных режимов работы электромагнитной ловушки подобрать такой эффективный диаметр осевого сечения с помощью потенциала на кольцевых электродах 6, что в электромагнитной ловушке будет. получена плазма с оптимальными значениями плотности и температуры при любых значениях напряженности магнитного поля, тока инжекции и плотности рабочего газа.