Электромагнитная ловушка

ОП ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИПЛЬСТВУ Союз Советских СоциалистическихРеспублик, Кл,05 Н 1/04 осударстаенныи комет Совета Министров СС оо делам изобретенийи открытий(23) Приоритет43) Опубликовано 3.78. Бюллетень 10 УДК 533,9. 07088.8) 45) Дата опубликования описания 20.0 2) Авторы изобретени О. А. Лаврент Саппа и В. А орки Заявитель(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЛОВУШКА ого гур 5 снабго ловуш дос гигае тся опслнительной, устаноидам же аксиально основным н овле Изобретение относится к физике плазмы и проблеме управляемого. термоядерн синтеза и может быть использовано для получения и удержания высокотемпера ной плазмы.Известна электромагнитная ловушка по авт, св. М 414952, содержащая цилиндрическую вакуумную камеру, в торцовых частях которой помещены соосные соленоиды, создающие нарастающее к торцам камеры 10Ъмагнитное поле, четное число проводников, расположенных по образующим . соосной упомянутьм соленоидам цилиндрической поверхности и имеющих длину большую, чем расстояние между соленоидами, и электроды,15 закрывающие магнитные щели ловушки.Такие электромагнитные ловушки имеют малую плотность удерживаемой плазмы которая зависит от сопряжения магнитных полей в области между проводниками. 20Необходимым условием сопряжения магнитных .полей проводников и полей торцовых соленоидов является малая величина радиальной компоненты магнитного поля торцовых соленоидов на участках между 25 проводниками, Это обусловлено тем, чтомультипольное магнитное поле проводников,удерживающее плазму, стремяшуюся диффундировагь на цилиндрическую поверхностьловушки, ослабляется в тех щелях междупроводниками, где оно противоположно понаправлению радиальной компоненте магнитного поля торцовых соленоидов. Уменьшениемагнитного поля в магнитных щелях междупроводниками увеличивает диффузию электронов на проводники и, следовательно, умень-шает плотность плазмы в ловушке, А уменьшение радиальной компоненты магнитногополя торцовых соленоидов путем уменьше-ния тока в них нецелесообразно, так какэто приведет к уменьшению магнитного поля в торцовых областях ловушки, что такжеуменьшаег плотность удерживаемой плазмы.Цель изобретения - увеличение плотности плазмы, удерживаемой в электромагнитной ловушке,же сечениях, в которых установлеосновные соленоиды и имеющих внутренний диаметр, больший диаметра, на котором расположены проводники предназначенные .для создания удерживающего магнитного поля в цилиндрической части ловушки. 5На 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, а коаксиально им.расположены 15 дополнительные соленоиды 4.Коаксиально проводникам, охватывая их, расположен отражательный цилиндрический электрод 5, находящийся под отрицательным потенциалом,.рревыщающим потенциал 20 инжектора 6 электронного потока, расположенного по оси устройства против осевого отверстия одного из торцовых соленоидов. Против отверстия другого торцового соленоида симметрично инжектору расположен отража тельный 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 по проводникам 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 цилиндричесом электроде 5 препятствует выходуэлектрэнов через магнитные щели между проводниками 2, отрицательный потенциал на инжекторе. 6 и Электроде 7 препятствует выходу электронов через осевые отверстии соленои,- дов 3, а отрицательный потенциал на коль 4цевом электроде 8 - выходу электронов в магнитные щели между соленоидами 3 и 4.Величина и направление тока 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, рождаюшихся 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 тенияЭлектромагнитная ловушка по авт.св.%414852, отличающаясятем, что, с целью увеличения плотности удерживаемой плазмы, она снабжена дополнительной парой соленоидов, установленных коаксиально основным соленоидам и имеюших внутренний диаметр, больший диаметра цилиндрической поверхности, по образующей которой расположены проводники, предназначенные для удерживающего магнитного поля в цилиндрической части ловушки..,Тираж 992 Подлисноедарственного комитета Ссеета Министро делам изобретений н открытийосква, Ж, Раушскав наб., д, 4/5 аз 1319/8 ЦНИИИПИ лнал ППП Патент., г. Ужгород, ул, Проектная