CN110945599B - 等离子体约束系统及使用方法 - Google Patents

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Abstract

示例性的等离子体约束系统包括内部电极和外部电极，所述内部电极具有设置在等离子体约束系统的纵轴线上的圆形的第一端部，所述外部电极至少部分地围绕内部电极。外部电极包括固体导电壳和设置在固体导电壳上以及在等离子体约束系统的纵轴线上的导电材料。导电材料在1个大气压下的熔点在170℃至800℃的范围内。本文还公开相关的等离子体约束系统和方法。

Description

等离子体约束系统及使用方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年6月7日提交的美国临时专利申请No.62/516,508的权益，该专利申请的内容通过引用方式以其整体并入本文中。
关于联邦政府赞助的研究或开发的声明
本发明是在能源部[DOE]授予的批准号DE-AR0000571的政府支持下完成的。政府在本发明中拥有某些权利。
背景技术
除非本文另有说明，否则本部分中描述的材料在本申请中不是权利要求的现有技术，并且不因包括在本部分中而被承认为现有技术。
核聚变是组合两个核的过程。当原子序数小于铁的原子序数的元素的两个核融合时，释放能量。能量的释放是由于反应物与聚变反应产物之间的质量的微小差异，并且由ΔE＝Δmc2决定。能量的释放还取决于反应物核之间的有吸引力的强的核力克服反应物核之间的排斥静电力。
需要最低等离子体温度的聚变反应发生在氘(具有一个质子和一个中子的氢核)与氚(具有一个质子和两个中子的氢核)之间。此反应产生氦-4核和中子。
实现核聚变的一种方法是在反应室内激发含有聚变反应物的气体。通电的气体通过电离变成等离子体。为了实现具有足够温度和密度以进行聚变的条件，需要约束等离子体。
发明内容
本公开的第一方面是一种等离子体约束系统，其包括内部电极和外部电极，内部电极具有设置在等离子体约束系统的纵轴线上的圆形的第一端部，外部电极至少部分地围绕内部电极。外部电极包括固体导电壳和设置在固体导电壳上以及在等离子体约束系统的纵轴线上的导电材料。导电材料在1个大气压下的熔点在170℃至800℃的范围内。
本公开的第二方面是一种用于操作等离子体约束系统的方法。等离子体约束系统包括内部电极和外部电极，内部电极具有设置在等离子体约束系统的纵轴线上的圆形的第一端部，外部电极至少部分地围绕内部电极。方法包括使气体流入等离子体约束系统，并经由电源在内部电极和外部电极之间施加电压，从而将至少一部分气体转换为Z箍缩等离子体，Z箍缩等离子体在(i)设置在外部电极的固体导电壳上以及在等离子体约束系统的纵轴线上的导电材料和(ii)内部电极的圆形第一端部之间流动。导电材料在1个大气压下的熔点在170℃至800℃的范围内。方法还包括将导电材料的第一液体部分移出等离子体约束系统。导电材料的第一液体部分经由Z箍缩等离子体的反应产物进行加热。
本公开的第三方面是一种等离子体约束系统，其包括内部电极，至少部分地围绕内部电极的中间电极，以及至少部分地围绕中间电极的外部电极。外部电极包括固体导电壳和设置在固体导电壳上的导电材料。导电材料在1个大气压下的熔点在180℃至800℃的范围内。
本公开的第四方面是一种用于操作等离子体约束系统的方法。等离子体约束系统包括内部电极，至少部分地围绕内部电极的中间电极，以及至少部分地围绕中间电极的外部电极。方法包括使气体流入在内部电极和中间电极之间的加速区域，经由第一电源在内部电极和中间电极之间施加电压，从而将至少一部分气体转换成具有大致环形截面的等离子体，该等离子体在加速区域内轴向地流向内部电极的第一端部和外部电极的第一端部。方法还包括经由第二电源在内部电极和外部电极之间施加电压以建立Z箍缩等离子体，Z箍缩等离子体在(i)设置在外部电极的固体导电壳上的导电材料和(ii)内部电极的第一端部之间流动。导电材料在1个大气压下的熔点在180℃至800℃的范围内。方法还包括将导电材料的第一液体部分移出等离子体约束系统。导电材料的第一液体部分经由Z箍缩等离子体的反应产物进行加热。
当在本文使用术语“大致”或“约”时，意指所述特征、参数或值不需要精确地实现，而是可以以不排除特征旨在提供的效果的量发生偏差或变化，包括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其它因素。在本文公开的一些实例中，“大致”或“约”意指在所述值的+/-5％内。
通过阅读以下详细描述参考适当的附图，这些以及其它方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员将变得显而易见。此外，应该理解的是，本发明内容以及本文提供的其它描述和附图旨在仅通过实例的方式说明本发明，并且因此可以有许多变化。
附图说明
图1是根据示例性实施方式的等离子体约束系统的示意性截面图。
图2是根据示例性实施方式的等离子体约束系统的示意性截面图。
图3是根据示例性实施方式的用于操作等离子体约束系统的方法的框图。
图4示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图5示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图6示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图7示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图8示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图9示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图10是根据示例性实施方式的用于操作等离子体约束系统的方法的框图。
图11示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图12示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图13示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图14示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图15示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
图16示出了根据示例性实施方式的等离子体约束系统和操作方法的一些方面。
具体实施方式
本文公开了等离子体约束系统及其使用方法的各种实施方式。当与现有系统和方法相比时，所公开的实施方式可以促进增加的等离子体稳定性、更强的剪切等离子体流动、更小的Z箍缩等离子体半径、更高的磁场和/或更高的等离子体温度。一些公开的实施方式也表现出对等离子体加速和等离子体压缩的独立控制。
一些所公开的实施方式的附加特征包括一个或多个电极，其上设置有液体电极材料(例如，设置在等离子体约束系统的纵轴线上)。液体电极材料可以吸收和传递来自等离子体放电的热量，提供中子屏蔽，产生附加的氚，提供额外的真空泵送，以及提供氚回收介质。液体电极材料的使用可以帮助减轻诸如由于等离子体放电的热量引起的(固体)电极损坏的问题。液体电极材料还可以在真空室内循环(例如，经过堰壁)，使得液体电极材料使其在真空室内的流动具有方位角分量和/或轴向分量。
图1是等离子体约束系统100的示意性截面图。等离子体约束系统100包括内部电极102，内部电极具有圆形的第一端部104，该第一端部设置在等离子体约束系统100的纵轴线106(例如，圆柱对称的轴)上。等离子体约束系统100还包括至少部分地围绕内部电极102的外部电极。外部电极包括固体导电壳108和设置在固体导电壳108上以及在等离子体约束系统100的纵轴线106上的导电材料110。导电材料110在1个大气压下的熔点在170℃至800℃(例如180℃至550℃)的范围内。在各种实施例中，导电材料110可以采用共晶形式，合金形式或锂、铅或锡中的一种或多种的混合物的形式。
内部电极102通常采用具有基本圆柱形主体的导电壳的形式(例如，由不锈钢、钼、钨或铜中的一种或多种形成)。内部电极102包括第一端部104(例如，圆形端部)和相对的第二端部126(例如，大致圆盘形的端部)。第一端部104可以由碳基材料诸如石墨或碳纤维形成，或者由例如不锈钢、钼、钨或铜中的一种或多种形成。在一些实施方式中，内部电极102在其外表面上具有涂层，该涂层包括导电材料，该导电材料在1个大气压下的熔点在180℃至800℃(例如180℃至550℃)的范围内。在各种实施例中，导电材料可以采用共晶形式，合金形式或锂、铅或锡中的一种或多种的混合物的形式。替代地，导电材料可以采用元素锂、铅或锡的形式。
等离子体约束系统100还包括进给机构112(例如，机电系统)，该进给机构配置成使内部电极102沿着纵轴线106移入或移出等离子体约束系统100。在操作期间，内部电极102可能被等离子体放电侵蚀，并且进给机构112可以被操作以馈入内部电极102，从而维持内部电极102与等离子体约束系统100的其它组件之间的相对间隔。
等离子体约束系统100还包括冷却系统114(例如，热交换器)，该冷却系统配置成在等离子体约束系统100的操作期间冷却内部电极102。
外部电极104通常采用导电(例如，不锈钢)壳的形式，其具有基本圆柱形主体。外部电极的固体导电壳108包括固体导电外壳132和固体内壳134(例如，由导电材料或高电阻率材料诸如碳化硅形成)，固体内壳设置在固体导电外壳132内并与固体导电外壳132接触。更具体地，固体内壳134包括轴向壁136和径向壁138，轴向壁至少部分地环绕等离子体约束系统100的纵轴线106(例如，部分围绕内部电极102)，径向壁将轴向壁136耦接至固体导电外壳132。
外部电极包括第一端部120和相对的第二端部122。内部电极102的圆形第一端部104在外部电极的第一端部120(例如，大致圆盘形的端部)和外部电极的第二端部122(例如，大致环形端部)之间。径向壁138和外部电极的第一端部120在等离子体约束室100内形成池区域140。池区域140用作在等离子体约束室100中的大量(例如液体)导电材料110的储存器。如图所示，导电材料110还可以通过泵150和/或泵156在轴向壁136的端部148上循环，如下面更详细地讨论的。
外部电极(即，固体导电壳108和导电材料110)围绕内部电极102的大部分。内部电极102和外部电极可以是同心的并且相对于纵轴线106具有径向对称性。
等离子体约束系统100还包括热交换器142，配置成将导电材料110从热交换器142引导到池区域140中的第一端口144，以及配置成将导电材料110从池区域140引导到热交换器142中的第二端口146。热交换器142配置成经由第二端口146接收在等离子体约束系统100内被加热的导电材料110，从导电材料110提取热量，并将导电材料110经由第一端口144移动(例如，泵送)返回到池区域140中，以通过在等离子体约束系统100中发生的聚变反应再次被加热。在图1中，第一端口144示出为在第二端口146上方，但是，在其它实施例中，第二端口146可以在第一端口144上方。本领域技术人员将认识到，在各种实施例中，端口144和146可以具有各种相对位置。
如上所述，轴向壁136包括面对外部电极的第二端部122的端部148。等离子体约束系统100还包括第一泵150，该第一泵配置成将导电材料110从池区域140移动到区域152，该区域在轴向壁136外侧并且通过径向壁138与池区域140分开。第一泵150配置成使导电材料110移动经过轴向壁136的端部148到达轴向壁136内部的区域154。
等离子体约束系统100还包括第二泵156，该第二泵配置成将导电材料110从池区域140移动到区域152，该区域152在轴向壁136外部并且通过径向壁138与池区域140分开。
等离子体约束系统100还包括泵170(例如，涡轮分子泵)，该泵配置成将空气泵送出等离子体约束系统100，以使得等离子体约束系统100内的基准压力在10-5至10-8托的范围内。
等离子体约束系统100还包括一个或多个气体端口116，该气体端口配置成将来自气体源128(例如，压缩气体罐)的气体(例如，氚、氘、氦-3、氢、含硼气体或硼烷)引导到加速区域121，该加速区域在径向上处于内部电极102和外部电极之间。加速区域121具有由内部电极102和固体导电壳108的形状限定的大致环形的截面。如图1所示，一个或多个气体端口116沿轴向定位在内部电极102的第一端部104与内部电极102的第二端部126之间。
等离子体约束系统100还包括电源118，其配置成在内部电极102与外部电极(例如，固体导电壳108)之间施加电压。例如，电源118通常采用能够存储高达500kJ或高达3-4MJ的电容器组的形式。电源118的正端子可以耦接到内部电极102或者可选地耦接到外部电极(例如，固体导电壳108)。
等离子体约束系统100包括外部电极内的位于内部电极102的第一端部104与外部电极的第一端部120之间的组装区域124。如下所述，等离子体约束系统100被配置成在组装区域124内维持Z箍缩等离子体。
等离子体约束系统100还包括位于外部电极(例如，固体导电壳108)的第二端部122与内部电极102之间的绝缘体117，以保持内部电极102与外部电极之间的电绝缘。绝缘体117(例如，陶瓷材料)通常具有环形截面。
图2是等离子体约束系统200的示意性截面图。等离子体约束系统200可以具有等离子体约束系统100的任何特征，其区别如下描述。等离子体约束系统100与等离子体约束系统200之间的一个区别在于存在中间电极205作为等离子体约束系统200的一部分，如下所述。
等离子体约束系统200包括内部电极202，至少部分地围绕内部电极202的中间电极205(例如，大致环形的电极)以及至少部分地围绕中间电极205的外部电极。外部电极包括固体导电壳208和设置在固体导电壳208上(例如，在纵轴线206上)的导电材料210。导电材料210在1个大气压下的熔点在180℃至800℃(例如180℃至550℃)的范围内。在各种实施例中，导电材料210可以采用共晶形式，合金形式或锂、铅或锡中的一种或多种的混合物的形式。
内部电极202通常采取具有基本圆柱形主体的导电壳的形式(例如，由不锈钢、钼、钨或铜中的一种或多种形成)。内部电极202包括第一端部204(例如，圆形端部)和相对的第二端部226(例如，大致圆盘形的端部)。第一端部204可以由碳基材料诸如石墨或碳纤维形成，或者由例如不锈钢、钼、钨或铜中的一种或多种形成。在一些实施方式中，内部电极202在其外表面上具有涂层，该涂层包括导电材料，该导电材料在1个大气压下的熔点在180℃至800℃(例如180℃至550℃)的范围内。在各种实施例中，导电材料可以采用共晶形式，合金形式或锂、铅或锡中的一种或多种的混合物的形式。
中间电极205包括在外部电极的第一端部220和外部电极的第二端部222之间的第一端部227(例如，大致环形的端部)。中间电极205还包括大致环形的相对的第二端部223。
等离子体约束系统200还包括进给机构212(例如，机电系统)，该进给机构配置成使内部电极202沿着纵轴线206移入或移出等离子体约束系统200。在操作期间，内部电极202可能被等离子体放电侵蚀，并且进给机构212可以被操作以馈入内部电极202，从而维持内部电极202与等离子体约束系统200的其它组件之间的相对间隔。
等离子体约束系统200还包括冷却系统214(例如，热交换器)，该冷却系统配置成在等离子体约束系统200的操作期间冷却内部电极202。
外部电极104通常采用导电(例如，不锈钢)壳的形式，其具有基本圆柱形主体。外部电极的固体导电壳208包括固体导电外壳232和固体内壳234(例如，由导电材料或高电阻率材料诸如碳化硅形成)，固体内壳设置在固体导电外壳232内并与固体导电外壳232接触。更具体地，固体内壳234包括轴向壁236和径向壁238，轴向壁至少部分地环绕等离子体约束系统200的纵轴线206(例如，部分围绕内部电极202)，径向壁将轴向壁236耦接至固体导电外壳232。
外部电极包括第一端部220和相对的第二端部222。内部电极202的圆形第一端部204在外部电极的第一端部220(例如，大致圆盘形的端部)和外部电极的第二端部222(例如，大致圆形或环形端部)之间。径向壁238和外部电极的第一端部220在等离子体约束室200内形成池区域240。池区域240用作在等离子体约束室200中的大量(例如液体)导电材料210的储存器。如图所示，导电材料210还可以通过泵250和/或泵256循环经过轴向壁236的端部248，如下面更详细讨论。
外部电极(即，固体导电壳208和导电材料210)围绕内部电极202的很大部分。内部电极202和外部电极可以是同心的并且相对于纵轴线206具有径向对称性。
等离子体约束系统200还包括热交换器242，配置成将导电材料210从热交换器242引导到池区域240中的第一端口244，以及配置成将导电材料210从池区域240引导到热交换器242的第二端口246。热交换器242配置成经由第二端口246接收在等离子体约束系统200内被加热的导电材料210，从导电材料210提取热量，并将导电材料210经由第一端口244移动(例如，泵送)返回到池区域240中，以通过在等离子体约束系统200中发生的聚变反应再次被加热。在图2中，第一端口244示出为在第二端口246上方，但是，在其它实施例中，第二端口246可以在第一端口244上方。本领域技术人员将认识到，在各种实施例中，端口244和246可以具有各种相对位置。
如上所述，轴向壁236包括面对外部电极的第二端部222的端部248。等离子体约束系统200还包括第一泵250，该第一泵配置成将导电材料210从池区域240移动到区域252，该区域252在轴向壁236外部并且通过径向壁238与池区域240分开。第一泵250配置成使导电材料210循环经过轴向壁236的端部248到达轴向壁236内部的区域254。
等离子体约束系统200还包括第二泵256，该第二泵配置成将导电材料210从池区域240移动到区域252，该区域252在轴向壁236外部并且通过径向壁238与池区域240分开。
等离子体约束系统200还包括泵270(例如，涡轮分子泵)，该泵配置成将空气泵送出等离子体约束系统200，以使得等离子体约束系统200内的基准压力在10-5至10-8托的范围内。
等离子体约束系统200还包括一个或多个气体端口216，该气体端口配置成将来自气体源228(例如，压缩气体罐)的气体(例如，氚、氘、氦-3、氢、含硼气体或硼烷)引导到加速区域218中，该加速区域在在径向上位于内部电极202和中间电极205之间。加速区域218具有由内部电极202和中间电极205的形状限定的大致环形的截面。如图2所示，一个或多个第一气体端口216沿轴向定位在内部电极202的第一端部204与内部电极102的第二端部226之间。
等离子体约束系统200还包括电源218，其配置成在内部电极102与中间电极205之间施加电压。例如，电源218通常采用能够存储高达500kJ或高达3-4MJ的电容器组的形式。电源218的正端子可以耦接到内部电极102或者可选地耦接到中间电极205。
等离子体约束系统200还包括电源219，其配置成在内部电极102与外部电极(例如，固体导电壳208)之间施加电压。例如，电源219通常采用能够存储高达500kJ或高达3-4MJ的电容器组的形式。电源219的正端子可以耦接到内部电极102或者可选地耦接到外部电极(例如，固体导电壳208)。
等离子体约束系统200包括外部电极204内的位于内部电极202的第一端部204与外部电极的第一端部220之间的组装区域224。如下所述，等离子体约束系统200配置成在组装区域224内维持Z箍缩等离子体。
等离子体约束系统200还包括位于中间电极205的第二端部223与内部电极202之间的绝缘体217，以保持内部电极202与中间电极205之间的电绝缘。绝缘体217(例如，陶瓷材料)通常具有环形截面。
等离子体约束系统200还包括位于固体导电壳208与中间电极205之间的绝缘体229，以保持固体导电壳208与中间电极205之间的电绝缘。绝缘体229(例如，陶瓷材料)通常具有环形截面。
图3是用于操作等离子体约束系统(例如，等离子体约束系统100)的方法300的框图。等离子体约束系统包括内部电极和外部电极，内部电极具有设置在等离子体约束系统的纵轴线上的圆形的第一端部，外部电极至少部分地围绕内部电极。图4至图9示出了如下所述的方法300的一些方面。尽管图4至图9示出了水平对齐的等离子体约束系统100的纵轴线106，但实际上纵轴线106通常将会垂直对齐。
在框302中，方法300包括使气体流入等离子体约束系统。
例如，如图4所示，一个或多个气体端口116可以将气体310(例如，氚、氘、氦-3、氢，含硼气体或硼烷中的一种或多种)引导到内部电极102和外部电极(例如，固体导电壳108)之间的加速区域121中，外部电极大致围绕内部电极102。图4示出了初始量的气体310进入加速区域121，并且图5示出了额外量的气体310在之后进入加速区域121。
在使气体310流动之后，在经由电源118施加内部电极102和外部电极(例如，固体导电壳108)之间的电压之前，在加速区域121内与一个或多个气体端口116相邻的气体压力可能在1000至5800托(例如，5450至5550托)的范围内。
在框304中，方法300包括经由电源在内部电极和外部电极之间施加电压，从而将至少一部分气体转换为Z箍缩等离子体，Z箍缩等离子体在(i)设置在外部电极的固体导电壳上以及在等离子体约束系统的纵轴线上的导电材料和(ii)内部电极的圆形第一端部之间流动。导电材料在1个大气压下的熔点在170℃至800℃(例如180℃至550℃)的范围内。
例如，参考图6至图9，电源118可以在内部电极102和外部电极(例如，固体导电壳108)之间施加电压，从而将至少一部分气体310转化为Z箍缩等离子体318(见图8至图9)，Z箍缩等离子体在(i)设置在外部电极的固体导电壳108上以及在等离子体约束系统100的纵轴线106上的导电材料110和(ii)内部电极102的圆形第一端部104之间流动。
例如，电源118可以在内部电极102与固体导电壳108之间施加电压，从而将至少一部分气体310转换成具有大致环形截面的等离子体316(参见图6至图9)。由于由其自身电流产生的磁场，等离子体316可以在加速区域121内轴向地流向内部电极102的第一端部104和外部电极的第一端部120，如图6至图9顺序地示出的。
如图8和图9所示，当等离子体316移动超过加速区域121时，Z箍缩等离子体318建立在外部电极内的组装区域124中，其在(i)设置在外部电极的固体导电壳108上以及在等离子体约束系统100的纵轴线106上的导电材料110和(ii)内部电极102的圆形第一端部104之间。
Z箍缩等离子体318可以表现出剪切的轴向流动，并且半径在0.1mm与5mm之间，离子温度在900eV与50,000eV之间，电子温度高于500eV(例如，高达50,000eV)，离子数密度大于1×1023离子/m3，电子数密度大于1×1023电子/m3，磁场超过8T，和/或可以稳定至少10μs。
在框306处，方法300包括将导电材料的第一液体部分移出等离子体约束系统。导电材料的第一液体部分经由Z箍缩等离子体的反应产物(例如，中子和其它高能粒子)进行加热。
热交换器142可以经由第二端口146接收(例如，泵送)在等离子体约束系统100内被加热的一部分导电材料110，从导电材料110提取热量，并将导电材料110经由第一端口144移动(例如，泵送)返回到池区域140中，以通过在等离子体约束系统100中发生的聚变反应再次被加热。在等离子体约束系统100内形成等离子体放电之前，通常使用设置在等离子体约束系统100内的(例如电的)加热元件将导电材料110加热(例如熔化)成液体状态。
等离子体约束系统100包括进给机构112(例如，机电系统)，该进给机构可以使内部电极102沿着纵轴线106移入或移出等离子体约束系统100。在操作期间，内部电极102可能被等离子体放电侵蚀，并且进给机构112可以被操作以馈入内部电极102，从而维持内部电极102与等离子体约束系统100的其它组件之间的相对间隔。
另外，泵150和156可以使导电材料110移动或循环经过外部电极(例如，经过固体导电壳108)，从而可以使用导电材料110的不同部分来随时间(例如，在纵轴线106处)吸收来自Z箍缩等离子体的电流和/或热量。在等离子体约束系统100的操作期间，很大部分或全部导电材料110通常将会处于液体状态。
在一些实施方式中，泵150和156移动该导电材料110，使得移动经过外部电极(例如，经过固体导电壳108)的导电材料110相对于等离子体约束系统100的纵轴线106在方位角方向(例如，移入和/或移出页面)和/或轴向方向上移动。
更具体地，泵150或156可以将导电材料110从池区域140移动到区域152，该区域152在轴向壁136外部并且通过径向壁138与池区域140分开。附加地，泵150或156可以使导电材料110移动经过轴向壁136的端部148到达轴向壁136内侧的区域154，并向着池区域140返回。
在各个实施方式中，施加在内部电极102和外部电极(例如，固体导电壳108)之间的电压在2kV至30kV的范围内。在内部电极和外部电极(例如，固体导电壳108)之间施加的电压可以导致在30kV/m至500kV/m范围内的径向电场。
在一些实施方式中，Z箍缩等离子体318的半径在0.1mm与5mm之间，离子温度在900eV与50,000eV之间，并且电子温度高于500eV(例如，高达50,000eV)。Z箍缩等离子体318可以具有大于1×1023离子/m3的离子数密度或大于1×1023电子/m3的电子数密度，并且可以表现出剪切流动，其中磁场超过8T。Z箍缩等离子体318可以表现出至少10μs的稳定。
在一些实施方式中，Z箍缩等离子体318的反应产物包括中子。如此，在等离子体约束系统100的操作期间，可以消耗中子和一部分导电材料110以产生在热交换器142处回收的附加的氚燃料。导电材料110的反应性质还可以用于通过捕获蒸气颗粒来降低等离子体约束系统100内的基准压力。
一些实施方式包括通过调节其中热交换器142将导电材料110从热交换器142移动到池区域140中的速率或通过调节其中导电材料110从池区域140移动到热交换器142的速率来控制在固体导电壳108上的导电材料110的厚度。增加其中导电材料110流入池区域140的速率通常将增加在固体导电壳108上的导电材料110的厚度。增加其中导电材料110从池区域140流出到热交换器142的速率通常将减小在固体导电壳108上的导电材料110的厚度。
图10是用于操作等离子体约束系统(例如，等离子体约束系统200)的方法1000的框图。等离子体约束系统包括内部电极，至少部分地围绕内部电极的中间电极，以及至少部分地围绕中间电极的外部电极。图11至图16示出了如下所述的方法1000的一些方面。尽管图11至图16示出了水平对齐的等离子体约束系统200的纵轴线206，但实际上纵轴线206通常将会垂直对齐。
在框1002处，方法1000包括使气体流入内部电极和中间电极之间的加速区域。
例如，如图11所示，一个或多个气体端口216可以将气体310(例如，氚、氘、氦-3、氢、含硼气体或硼烷中的一种或多种)引导到内部电极202和中间电极205之间的加速区域221，中间电极部分围绕内部电极202。图11示出了初始量的气体310进入加速区域221，并且图12示出了额外量的气体310在之后进入加速区域221。
在使气体310流动之后，在经由电源218施加内部电极202和中间电极205之间的电压之前，在加速区域221内与一个或多个气体端口216相邻的气体压力可能在1000至5800托(例如，5450至5550托)的范围内。
在框1004处，方法1000包括经由第一电源在内部电极和中间电极之间施加电压，从而将至少一部分气体转换成具有大致环形截面的等离子体，该等离子体在加速区域内轴向地流向内部电极的第一端部和外部电极的第一端部。
例如，参考图11至图14，电源218可以在内部电极202与中间电极205之间施加电压，从而将至少一部分气体310转换成具有大致环形截面的等离子体316。等离子体316可以在加速区域221内轴向流向内部电极202的第一端部204和外部电极的第一端部220。由于由其自身电流产生的磁场，等离子体316可以在加速区域121内轴向地流向内部电极202的第一端部204和外部电极的第一端部220，如图11至图14顺序地示出的。
在框1006处，方法1000包括经由第二电源在内部电极和外部电极之间施加电压以建立Z箍缩等离子体，Z箍缩等离子体在(i)设置在外部电极的固体导电壳上的导电材料和(ii)内部电极的第一端部之间流动。导电材料在1个大气压下的熔点在180℃至800℃(例如180℃至550℃)的范围内。
例如，参考图15和图16，电源219可以在内部电极202和外部电极(例如，固体导电壳208)之间施加电压以建立Z箍缩等离子体318，Z箍缩等离子体在(i)设置在外部电极的固体导电壳208上的导电材料210和(ii)内部电极202的第一端部204之间流动。导电材料210在1个大气压下的熔点在180℃至800℃(例如180℃至550℃)的范围内。
如图15和图16所示，当等离子体316移动超过加速区域221时，Z箍缩等离子体318建立在外部电极内的组装区域224中，其在(i)设置在外部电极的固体导电壳208上以及在等离子体约束系统200的纵轴线206上的导电材料210和(ii)内部电极202的圆形第一端部204之间。
Z箍缩等离子体318可以表现出剪切的轴向流动，并且半径在0.1mm与5mm之间，离子温度在900eV与50,000eV之间，电子温度高于500eV(例如，高达50,000eV)，离子数密度大于1×1023离子/m3，电子数密度大于1×1023电子/m3，磁场超过8T，和/或可以稳定至少10μs。
在框1008处，方法1000包括将导电材料的第一液体部分移出等离子体约束系统。导电材料的第一液体部分经由Z箍缩等离子体的反应产物进行加热。
例如，参考图2，热交换器242可以经由第二端口246接收(例如，泵送)在等离子体约束系统200内被加热的一部分导电材料210，从导电材料210提取热量，以及将导电材料210经由第一端口244移动(例如，泵送)返回到池区域240中，以通过在等离子体约束系统200中发生的聚变反应再次被加热。在等离子体约束系统200内形成等离子体放电之前，通常使用设置在等离子体约束系统200内的(例如电的)加热元件将导电材料210加热(例如熔化)成液体状态。
等离子体约束系统200包括进给机构212(例如，机电系统)，该进给机构可以使内部电极202沿着纵轴线206移入或移出等离子体约束系统200。在操作期间，内部电极202可能被等离子体放电侵蚀，并且进给机构212可以被操作以馈入内部电极202，从而维持内部电极202与等离子体约束系统200的其它组件之间的相对间隔。
另外，泵250和256可以使导电材料210移动或循环经过外部电极(例如，经过固体导电壳208)，从而可以使用导电材料210的不同部分来随时间(例如，在纵轴线206处)吸收来自Z箍缩等离子体电流和/或热量。在等离子体约束系统200的操作期间，很大部分或全部导电材料210通常将会处于液体状态。
在一些实施方式中，泵250和256移动导电材料210，使得移动经过外部电极(例如，经过固体导电壳208)的导电材料210相对于等离子体约束系统100的纵轴线206在方位角方向(例如，移入和/或移出页面)和/或轴向方向上移动。
更具体地，泵250或256可以将导电材料210从池区域240移动到区域252，该区域252在轴向壁236外侧并且通过径向壁238与池区域240分开。附加地，泵250或256可以使导电材料210移动经过轴向壁236的端部248到达轴向壁236内侧的区域254，并向着池区域240返回。
在各个实施方式中，施加在内部电极202和外部电极(例如，固体导电壳108)之间或者施加在内部电极202和中间电极205之间的电压在2kV至30kV的范围内。施加的电压可能导致电场在30kV/m至500kV/m的范围内。
在一些实施方式中，Z箍缩等离子体318的半径在0.1mm与5mm之间，离子温度在900eV与50,000eV之间，并且电子温度高于500eV(例如，高达50,000eV)。Z箍缩等离子体318可以具有大于1×1023离子/m3的离子数密度或大于1×1023电子/m3的电子数密度，并且可以表现出剪切流动，其中磁场超过8T。Z箍缩等离子体318可以表现出至少10μs的稳定性。
在一些实施方式中，Z箍缩等离子体318的反应产物包括中子。如此，在等离子体约束系统200的操作期间，可以消耗中子和一部分导电材料210以产生在热交换器242处回收的附加的氚燃料。导电材料210的反应性质还可以用于通过捕获蒸气颗粒来降低等离子体约束系统200内的基准压力。
一些实施方式包括通过调节其中热交换器242将导电材料210从热交换器242移动到池区域240中的速率或通过调节其中导电材料210从池区域240移动到热交换器242的速率来控制在固体导电壳208上的导电材料210的厚度。增加其中导电材料210流入池区域240的速率通常将增加在固体导电壳208上的导电材料210的厚度。增加其中导电材料210从池区域240流出到热交换器242的速率通常将减小在固体导电壳208上的导电材料210的厚度。
虽然本文已公开各种示例性方面和示例性实施方式，但对于本领域技术人员来说，其它方面和实施方式将是显而易见的。本文公开的各种示例性方面和示例性实施方式是为了说明的目的，而且并不旨在进行限制，其中真实的范围以及精神是由以下权利要求书指示的。

Claims (20)

1.一种等离子体约束系统，其包括：
内部电极；
中间电极，其至少部分地围绕所述内部电极；和
外部电极，其至少部分地围绕所述中间电极，所述外部电极包括：
固体导电壳，其包括：
固体导电外壳；和
固体内壳，其设置在所述固体导电外壳内并与所述固体导电外壳接触；
其中，所述固体内壳包括：
轴向壁，其至少部分地环绕所述等离子体约束系统的纵轴线；和
径向壁，其将所述轴向壁耦接至所述固体导电外壳；
其中，所述径向壁和所述外部电极的第一端部形成池区域；
导电材料，其设置在所述固体导电壳上，其中所述导电材料在1个大气压下的熔点在180℃至800℃的范围内；和
泵送系统，所述泵送系统配置成当所述导电材料处于液体状态时使所述导电材料在所述外部电极上循环。
2.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，其还包括进给机构，所述进给机构配置成沿着所述等离子体约束系统的所述纵轴线移动所述内部电极。
3.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，其还包括冷却系统，所述冷却系统配置成在所述等离子体约束系统的操作期间冷却所述内部电极。
4.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，其还包括：
第一电源，其配置成在所述内部电极与所述中间电极之间施加电压；和
第二电源，其配置成在所述内部电极与所述外部电极之间施加电压。
5.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，其中所述导电材料包括锂、铅或锡中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，所述内部电极具有至少部分地被所述外部电极围绕的第一端部，其中所述等离子体约束系统配置成在所述内部电极的所述第一端部与所述导电材料之间维持Z箍缩等离子体。
7.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，其还包括：
热交换器；和
第一端口，其配置成将所述导电材料从所述热交换器引导至所述池区域中。
8.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，其中所述泵送系统配置成使所述导电材料循环，使得所述导电材料的运动包括相对于所述等离子体约束系统的所述纵轴线的方位角分量或轴向分量中的一者或多者。
9.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，所述内部电极的所述第一端部由石墨或碳纤维形成。
10.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，其还包括一个或多个气体端口，所述气体端口配置成将气体引导至处于所述内部电极和所述外部电极之间的加速区域中。
11.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，所述内部电极具有至少部分地被所述外部电极围绕的第一端部。
12.根据权利要求11所述的等离子体约束系统，其中所述内部电极的所述第一端部是圆形的。
13.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，其还包括所述外部电极的第二端部与所述中间电极之间的绝缘体。
14.根据权利要求13所述的等离子体约束系统，其中所述等离子体约束系统配置成在所述内部电极的第一端部与所述等离子体约束系统的所述纵轴线上的所述导电材料之间维持Z箍缩等离子体。
15.根据权利要求14所述的等离子体约束系统，其中所述Z箍缩等离子体具有在径向方向上变化的轴向流。
16.根据权利要求7所述的等离子体约束系统，所述轴向壁包括面对所述外部电极的第二端部的端部，所述等离子体约束系统还包括：
第一泵，其配置成将所述导电材料从所述池区域移动到位于所述轴向壁外侧并且通过所述径向壁与所述池区域分开的区域。
17.根据权利要求16所述的等离子体约束系统，所述等离子体约束系统还包括：
第二泵，其配置成将所述导电材料从所述池区域移动到位于所述轴向壁外侧并且通过所述径向壁与所述池区域分开的区域。
18.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，其中所述等离子体约束系统允许电流通过Z箍缩等离子体和所述导电材料二者而在所述内部电极和所述外部电极之间流动。
19.根据权利要求1所述的等离子体约束系统，其中所述中间电极形成腔体，并且所述内部电极至少部分地定位在所述腔体内。
20.根据权利要求19所述的等离子体约束系统，所述内部电极具有至少部分地被所述外部电极围绕的第一端部。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA201992371A1 (ru) * 2017-06-07 2020-04-03 Юниверсити Оф Вашингтон Система удержания плазмы и способы ее использования
US11515050B1 (en) * 2019-11-22 2022-11-29 X Development Llc Mitigating plasma instability
CN113539524B (zh) * 2020-04-15 2023-05-02 新奥科技发展有限公司 保持高性能等离子体的装置和方法
CN116324267B (zh) 2020-08-19 2024-05-14 大日本印刷株式会社 阻隔膜、以及使用了该阻隔膜的波长转换片、背光源和液晶显示装置、以及阻隔膜的选定方法
JP6926309B1 (ja) 2020-08-19 2021-08-25 大日本印刷株式会社 バリアフィルム、並びに、これを用いた波長変換シート、バックライト及び液晶表示装置
IL281747B2 (en) 2021-03-22 2024-04-01 N T Tao Ltd System and method for creating plasma with high efficiency
CA3216592A1 (en) 2021-05-28 2022-12-15 Uri Shumlak Apparatus and method for extended plasma confinement
WO2023225579A2 (en) * 2022-05-20 2023-11-23 Zap Energy, Inc. Methods and systems for increasing energy output in z‑pinch plasma confinement system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6051841A (en) * 1997-05-12 2000-04-18 Cymer, Inc. Plasma focus high energy photon source
CN1631063A (zh) * 2002-08-14 2005-06-22 质子－21有限公司 冲击压缩物质的装置和方法以及等离子体阴极
CN103367087A (zh) * 2012-03-31 2013-10-23 Fei公司 自动化离子束空闲
WO2014210519A2 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Nonlinear Ion Dynamics, Llc. Methods, devices and systems for fusion reactions
JP2016030701A (ja) * 2014-07-25 2016-03-07 国立大学法人北海道大学 酸化タングステン及び金属タングステン微粒子の製造方法とそれにより得られる微粒子

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3029361A (en) * 1958-08-19 1962-04-10 Rca Corp High temperature plasma confinement using a travelling electromagnetic field
US3309873A (en) 1964-08-31 1967-03-21 Electro Optical Systems Inc Plasma accelerator using hall currents
US4129772A (en) * 1976-10-12 1978-12-12 Wisconsin Alumni Research Foundation Electrode structures for high energy high temperature plasmas
US4354999A (en) * 1976-12-20 1982-10-19 Priest Robert V Plasma confinement
US4244782A (en) * 1977-10-25 1981-01-13 Environmental Research Institute Of Michigan Nuclear fusion system
US4260455A (en) * 1978-03-14 1981-04-07 The United States Of America As Represented By The Unites States Department Of Energy Mirror plasma apparatus
EP0202352A1 (de) * 1985-05-22 1986-11-26 C. CONRADTY NÜRNBERG GmbH & Co. KG Plasmabrenner
JPS61274292A (ja) * 1985-05-29 1986-12-04 渡辺　健二 核融合実験装置
US4912731A (en) * 1987-04-13 1990-03-27 Vittorio Nardi Plasma focus apparatus with field distortion elements
NO174180C (no) * 1991-12-12 1994-03-23 Kvaerner Eng Innföringsrör for brenner for kjemiske prosesser
NO174450C (no) * 1991-12-12 1994-05-04 Kvaerner Eng Anordning ved plasmabrenner for kjemiske prosesser
JPH0817116B2 (ja) 1992-12-24 1996-02-21 核融合科学研究所長 プラズマ電磁加速器
US6744060B2 (en) 1997-05-12 2004-06-01 Cymer, Inc. Pulse power system for extreme ultraviolet and x-ray sources
US7180081B2 (en) * 2000-06-09 2007-02-20 Cymer, Inc. Discharge produced plasma EUV light source
RU2206186C2 (ru) * 2000-07-04 2003-06-10 Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований Способ получения коротковолнового излучения из газоразрядной плазмы и устройство для его реализации
US6804327B2 (en) * 2001-04-03 2004-10-12 Lambda Physik Ag Method and apparatus for generating high output power gas discharge based source of extreme ultraviolet radiation and/or soft x-rays
US7501765B2 (en) * 2004-10-01 2009-03-10 Illinois Tool Works Inc. Emitter electrodes formed of chemical vapor deposition silicon carbide
US20060198486A1 (en) * 2005-03-04 2006-09-07 Laberge Michel G Pressure wave generator and controller for generating a pressure wave in a fusion reactor
US7115887B1 (en) 2005-03-15 2006-10-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for generating extreme ultraviolet with mather-type plasma accelerators for use in Extreme Ultraviolet Lithography
US7372059B2 (en) 2005-10-17 2008-05-13 The University Of Washington Plasma-based EUV light source
JP2008071611A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Sekisui Chem Co Ltd プラズマ表面処理装置の電極構造
WO2010089670A1 (en) * 2009-02-04 2010-08-12 General Fusion, Inc. Systems and methods for compressing plasma
US9560734B2 (en) 2009-02-20 2017-01-31 Lawrence Livermore National Security, Llc Dense plasma focus (DPF) accelerated non radio isotopic radiological source
JP5363652B2 (ja) 2009-07-29 2013-12-11 ジェネラル フュージョン インコーポレイテッド プラズマを圧縮するためのシステム及びその方法
DE102010023339A1 (de) * 2010-06-10 2011-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Beschleuniger für zwei Teilchenstrahlen zum Erzeugen einer Kollision
US20150302940A1 (en) * 2011-11-09 2015-10-22 University Of Washington Through Its Center For Commercialization Electromagnetic Matter Injector and Capsule System
BR112014024696B1 (pt) 2012-04-04 2021-12-14 General Fusion Inc Sistema e método para proteger um gerador de plasma com um dispositivo de controle de jato
EP2891389B1 (en) * 2012-08-29 2017-08-02 General Fusion Inc. Apparatus for accelerating and compressing plasma
US9934876B2 (en) * 2013-04-03 2018-04-03 Lockheed Martin Corporation Magnetic field plasma confinement for compact fusion power
US10811155B2 (en) * 2017-01-31 2020-10-20 The Boeing Company Plasma pinch neutron generators and methods of generating neutrons
KR20230093551A (ko) * 2017-02-23 2023-06-27 유니버시티 오브 워싱턴 플라즈마 감금 시스템 및 사용 방법
EA201992371A1 (ru) * 2017-06-07 2020-04-03 Юниверсити Оф Вашингтон Система удержания плазмы и способы ее использования
US10811144B2 (en) * 2017-11-06 2020-10-20 General Fusion Inc. System and method for plasma generation and compression
WO2023147314A1 (en) * 2022-01-26 2023-08-03 Zap Energy, Inc. Electrode and decomposable electrode material for z-pinch plasma confinement system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6051841A (en) * 1997-05-12 2000-04-18 Cymer, Inc. Plasma focus high energy photon source
CN1631063A (zh) * 2002-08-14 2005-06-22 质子－21有限公司 冲击压缩物质的装置和方法以及等离子体阴极
CN103367087A (zh) * 2012-03-31 2013-10-23 Fei公司 自动化离子束空闲
WO2014210519A2 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Nonlinear Ion Dynamics, Llc. Methods, devices and systems for fusion reactions
JP2016030701A (ja) * 2014-07-25 2016-03-07 国立大学法人北海道大学 酸化タングステン及び金属タングステン微粒子の製造方法とそれにより得られる微粒子

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A review of plasma–wall boundary effects on core confinement and lithium applications to boundary-controlled magnetic fusion experiments;Yoshi Hirooka;Fusion Engineering and Design;第85卷(第6期);第838-846页 *
空腔约束对土壤等离子体辐射特性的影响;陈金忠 等;科学通报;第59卷(第21期);第2065–2070页 *

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