DE1087718B - Verfahren und Vorrichtung fuer das Einfangen von Atomionen zur Zuendung eines Plasmas - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Einfangen von Atomionen in einem Magnetfeld durch Dissoziation und/oder Ionisation von Molekülionen und Einfangen der Ionen als Folge einer Änderung des Verhältnisses von Ladung zur Masse und insbesondere auf ein Verfahren zum Zünden eines Plasmas durch Ioneneinfang.

Bekanntlich erzeugt die Sonne Energie durch thermonukleare Reaktionen, die bei außerordentlich hohen Temperaturen ablaufen. Die meisten dieser Reaktionen und alle vorgeschlagenen gesteuerten thermonuklearen Reaktionen im Laboratorium beruhen auf Zusammenstößen zwischen Kernen für das Freisetzen von Energie. Es kann gezeigt werden, daß außerordentlich hohe Temperaturen erreicht werden müssen, um eine brauchbare thermonukleare Leistung zu erzielen, jedoch ist bei diesen hohen Temperaturen der Energieverlust infolge Strahlung ebenfalls groß. Deuterium gibt Energie bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur frei und sendet eine verhältnsmäßig geringe Strahlung aus, so daß es ein geeigneter thermonuklearer Brennstoff ist. Die Begrenzung des Brennstoffs bei solchen Temperaturen, ist mit den gegenwärtig bekannten Stoffen nicht durchzuführen, so daß vorgeschlagen wurde, den Brennstoff in einer lecksicheren »magnetischen Flasche«, d. h. in einem starken Magnetfeld, zu begrenzen. Der Brennstoff muß ionisiert, in das Feld eingebracht, innerhalb des Feldes begrenzt und auf thermonukleare Temperaturen erhitzt werden. Der Mechanismus des Ladungsaustausches zwischen Atomionen und neutralen Teilchen verursacht hohe Energieverluste, die das Erreichen solcher Temperaturen verhindern, so daß auch Mittel erforderlich sind, durch welche die neutralen Teilchen aus der Erhitzungszone entfernt werden können.

Deuteriumionen können in massenspektrometrischen Ionenquellen erzeugt werden und in größeren Mengen in Ionenquellen, wie sie im »Calutron« oder in dem elektromagnetischen Massentrenner verwendet werden, der zur Uranisotopentrennung entwickelt wurde. Eine starke Ionenstromquelle bis zu 50 Milliampere ist bekannt, so daß aus einer solchen Quelle Ionen in ein Magnetfeld durch das Anlegen eines Beschleunigungspotentials an eine dem Austrittsschlitz der Ionenquelle benachbarte Elektrode in der üblichen Weise beschleunigt werden können. Die magnetische Flasche kann aus einer zylindrischen Vakuumkammer innerhalb einer Magnetspule bestehen, die so gewickelt ist, daß sie ein sich in Längsrichtung erstreckendes Magnetfeld erzeugt, das seine größte Stärke in der Nähe seiner Enden hat, wobei die Kraftlinien in der Nähe der Spulenachse an den Enden wurstförmig eingeschnürt sind, so daß sie an den Verfahren und Vorrichtung

für das Einfangen von Atomionen

zur Zündung eines Plasmas

Anmelder:

United States Atomic Energy Commission, Washington, D. C. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,
München 27, Gaußstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. April 1958

John Sidney Luce, Oak Ridge, Tenn. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Enden magnetische »Spiegel« bilden. Torroidale Geometrien für Magnetfelder können ebenfalls verwendet werden.

Wenn geladene Teilchen in ein solches Magnetfeld im rechten- Winkel zu diesem beschleunigt werden, werden sie durch das Feld in eine kreisförmige Bahn umgelenkt, durchlaufen 360°, kehren zum Eintrittspunkt zurück und gehen durch Beaufschlagung der Wände oder anderer Teile verloren. Zum »Einfangen« der Teilchen innerhalb des Feldes wurden verschiedene Mittel zur Veränderung der Ionenlaufbahn durch Veränderung der Magnetfeldstärke in Abhängigkeit von der Zeit entwickelt. Mit diesem »Impulsverfahren« kann kein ununterbrochenes Einbringen von Ionen erzielt werden, sondern es können jeweils nur kurze Ionenstöße eingebracht werden.

Die Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einfangen von Atomionen zur Änderung eines Plasmas innerhalb einer Mittelzone eines evakuierten Behälters, der von einem begrenzten Magnetfeld durchsetzt ist, gerichtet. Erfindungsgemäß werden außerhalb der Mittelzone Molekülionen erzeugt, diese Molekülionen senkrecht zum Magnetfeld derart beschleunigt, daß sie einer gekrümmten Bahn in Richtung zu der erwähnten Zone folgen; die Molekülionen werden nach einem Umlauf von weniger als 360° in der erwähnten Bahn zu Atomionen und neutralen Atomteilchen dissoziiert und ionisiert, wobei das

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Magnetfeld in seiner Stärke so bemessen wird, daß züert und ionisiert werden, ihre ursprüngliche kreissich die Atomionen von den Dissoziationspunkten weg förmige Bahn bis zum Auftreffen auf einen Kollekin die erwähnte Mittelzone bewegen. Die Atomionen, tor 5 oder auf die Molekülionenquelle 2 fortsetzen, die ein verringertes Verhältnis von Masse zu Ladung Die erzeugte Atomionen haben einen Larmor-Radius, haben, nehmen eine neue Laufbahn von kleinerem 5 der kleiner ist als derjenige der ursprünglichen Mole-Halbmesser ein, die sich spiralig zur Achse des külionen, da ihr Verhältnis von Masse zu Ladung Magnetfeldes einwärts bewegt, und laufen in Form geringer ist, so daß sie zu einem ringförmigen Strahl 4 eines engen Ringes in der Mitte des Magnetfeldes geformt werden.

um. Die neutralen Atomteilchen treten aus dem Ent- Der Lichtbogen von hoher Intensität kann zwischen

ladungsbereich ohne Umlenkung durch das Magnet- io geeigneten Elektroden, wie in Fig. 3 gezeigt ist, gefeld heraus, während die Molekülionen ihre alte Bahn zündet werden.

fortsetzen und durch Auftreffen auf ein Ziel oder auf In Betrieb ist der einfachste zu betrachtende Fall

die Quelle entfernt werden. Der Mittelbereich des be- das D₂+-Teilchen. Der in der Zeichnung dargestellte grenzten Magnetfeldes baut ein Plasma von energie- Strahl 3 kann aus D₂+-Teilchen bestehen, die durch reichen Ionen auf. Bei einer geeigneten magnetischen 15 die Quelle 2 eingebracht werden und die unter der Begrenzungsgeometrie dient ein Lichtbogen von hoher Wirkung des Magnetfeldes einer gekrümmten Bahn Dichte zum Dissoziieren der Molekülionen, und er folgen. Die D₂+-Teilchen können mit einem anderen liefert ferner Elektronen für das Plasma. Andere Teilchen oder einem Elektron des Lichtbogens Möglichkeiten für das Dissoziieren sind Pinch-Ent- zusammenstoßen, was die Bildung von Atomteilchen ladungen, Hochfrequenzenergie, Strahlen von neutra- 20 nach den folgenden Gleichungen zur Folge hat:
len Atomteilchen, Stoßwellen, ultraviolette Strahlen -ρ ₊ τ>-η_|_τ-)ο

und elektrische Felder. « ²

Ein Hauptziel der Erfindung ist daher die Schaf- -q + £H-i 1 t-j _l _e

fung eines verbesserten Verfahrens zum Einfangen ²

von Atomionen innerhalb eines starken Magnetfeldes. 25 Die entstehenden Atomteilchen (D+) haben eine

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Masse und eine Ladung, die halb so groß ist wie die Plasma von hoher Temperatur durch die Erzeugung des D₂+-Teilchens und beschreiben einen Kreis, der eines umlaufenden Ionenstrahles innerhalb eines be- durch den Strahl 4 dargestellt ist, dessen Halbmesser grenzenden Magnetfeldes zu zünden. halb so groß ist wie der der D₂+-Teilchen. Falls H₃+-

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der 30 Teilchen an Stelle von D₂+-Teilchen verwendet Schaffung von Mitteln zur Erzeugung eines Strahls werden, beträgt der Radius der Atomteilchen ein aus energiereichen neutralen Teilchen. Drittel des Radius der ursprünglichen Molekülionen.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben Außer dem Hauptzweck der Erfindung, der in dem

sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Einfangen von Ionen besteht, ist diese insofern noch Verbindung mit den Zeichnungen, und zwar zeigt 35 vorteilhaft, als sie die Erzeugung eines Strahls von

Fig. 1 eine schematische Darstellung, welche das energiereichen neutralen Atomteilchen ermöglicht. Einfangen von Ionen in einem Magnetfeld zeigt, Viele der Zusammenstöße verursachen eine Dissozia-

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, welche tion ohne Ionisation:
außerdem die Bahnen der Teilchen zeigt, die sich aus -^. + ■£.+ , -Q₀

der Dissoziation innerhalb des Magnetfeldes ergeben, 40 , ²

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Licht- ττ tt+ + H °

bogens von hoher Intensität, ^{3 2} '

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vor- Unter diesen Bedingungen können sich die energie-

richtung mit Plasmakammer vom Spiegeltyp, reichen neutralen Atomteilchen frei und quer durch

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrich- 45 das Magnetfeld bewegen, bis ein ionisierender tung zum Messen oder Sammeln der dissoziierten Zusammenstoß stattfindet. Bei der Verwendung von Ionen. H₃+-Teilchen entstehen wahrscheinlich mehr neutrale

In Fig. 1 bezeichnet 1 die Wand einer Vakuum- Atomteilchen als Ionen. Diese energiereichen neutrakammer, die von einem begrenzten Magnetfeld durch- len Atomteilchen können in einem Teilchenbeschleusetzt ist, dessen Richtung durch den Pfeil H gekenn- 50 niger, wie in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet werden; zeichnet ist. Das Magnetfeld H kann durch zwei nicht mit 8 ist dort eine Molekülionenquelle bezeichnet, aus gezeigte, außerhalb der Vakuumkammer angeordnete der Molekülionen in Form eines Strahls 9 in einen Magnete erzeugt werden. Eine Molekülionenquelle 2, evakuierten Raum 14 austreten, der von einem gleichbeispielsweise die Ionenquelle eines Calutrons oder mäßigen Magnetfeld durchsetzt ist, das zur Zeicheines Massenspektrometers, ist mit einer Beschleuni- 55 nungsebene senkrecht verläuft. Wenn dieser Strahl 9 gungselektrode versehen, um einen Molekülionen- durch einen Lichtbogen 12 hindurchtritt, der ebenstrahl 3 in die Vakuumkammer einzubringen. Die falls senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft, wird Ionenquelle ist normalerweise außerhalb der Va- der Molekülionenstrahl dissoziiert, und die gebildeten kuumkammer angeordnet, jedoch in Fig. 1 zur Ver- Atomionen werden durch das Magnetfeld eingefangen, einfachung der Darstellung innerhalb derselben ge- 60 so daß sie einen Strahl 10 bilden. Derjenige Teil der zeigt. Unter der Wirkung des Magnetfeldes H folgt Molekülionen, der nicht dissoziiert wird, setzt die der Strahl einer gekrümmten Bahn. Parallel zum gleiche Laufbahn fort und erreicht den Kollektor 15, Magnetfeld H wird ein Lichtbogen 6 von hoher an welchem er absorbiert wird. Im Lichtbogen werden Intensität erzeugt. Der Verlauf des Strahls 3 ist so einige energiereiche neutrale Atomteilchen erzeugt, getroffen, daß er durch den Lichtbogen 6 in einer zu 65 die sich in Form eines geradlinigen Strahls 11 bediesem senkrechten Ebene hindurchtritt. Durch die wegen. Diese energiereichen neutralen Atomteilchen starke Lichtbogenentladung werden die Molekülionen können in einem Teilchenbeschleuniger 13 oder in im Strahl 3 zu Atomionen und neutrale Atomteilchen irgendeiner anderen Vorrichtung benutzt werden, in durch die Zusammenstöße dissoziiert und/oder ioni- der eine Quelle energiereicher neutraler Atomteilchen siert, wobei diejenigen Molekülionen, die nicht disso- 70 erforderlich ist, beispielsweise zur Untersuchung der

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Wirkungen verschiedener neutraler Atomteilchen auf rohrförmigen Leitwänden 29 und 30 umgeben, die

verschiedene Stoffe. sich durch die öffnungen in den Wänden 52 und 53

In F¹Ig. 3 ist eine Vorrichtung zur Erze.ugung eines erstrecken. Benachbart jeder der Endwände 39 und 40

Kohlelichtbogens von hoher Intensität gezeigt, bei sind nicht gezeigte Magnete angeordnet, die ein beder eine Kohlekathode 16 in einem wassergekühlten 5 grenztes Magnetfeld erzeugen, dessen Richtung durch

Mantel 18 angeordnet ist, der über eine Leitung 20 den Pfeil H dargestellt ist. Der Einsatz 33 ist mit

mit Kühlwasser beliefert wird. Die Kohleanode 17 ist zwei kreisförmigen öffnungen in Ausfluchtung mit

in einem wassergekühlten Halter 19 angeordnet, der zwei kreisförmigen Öffnungen im Außenmantel 36

über eine Leitung 21 mit Kühlwasser gespeist wird. versehen. An diese öffnungen sind Isolierbuchsen 50 Die Kathode 16 ist mit elektrisch isolierenden Ab- io und 51 angeschlossen. Die durch den Einsatz 33 und

schirmungen 24, 25 und die Anode 17 mit einer Ab- die Wände 52, 53 gebildete Innenkammer ist über

schirmung 26 versehen. Die hohle Kathode ist über Öffnungen 41 und 42 der Buchsen 50, 51 mit einer

einen Kanal 23 mit einem Rohr 22 verbunden, das an Vakuumquelle verbunden.

einen Gasvorratsbehälter angeschlossen ist. Die in Der Außenmantel 36 weist zwei zusätzliche öff-Fig. 3 gezeigte Anordnung ist in eine Vakuumkammer 15 nungen 37 und 38 auf, die mit einer Vakuumquelle eingebaut, beispielsweise in die Kammer 1 der Fig. 1. verbunden sind und mit einer Außenkammer, die Ferner sind zwei nicht gezeigte Magnete vorgesehen, sich zwischen dem Mantel 36 und dem Einsatz 33 bevon denen je einer benachbart den Abschirmungen 24 findet, in Verbindung stehen. Um die Außenseite des und 26 angeordnet ist, um ein begrenztes Magnetfeld Einsatzes 33 herum ist zwischen dem Ionenquellenzu erzeugen, dessen Richtung durch den Pfeil ff 20 rohr 49 und der Buchse 50 eine kreisförmige magnedargestellt ist. Die Anode und Kathode sind an tische Spiegelspule 31 angeordnet. Eine weitere kreiseine veränderliche Stromquelle 16' angeschlossen, die förmige magnetische Spiegelspule 32 ist um die dazu dient, einen Lichtbogen zu zünden und aufrecht- Außenseite des Einsatzes 33 zwischen dem Ionenzuerhalten und die Intensität des Lichtbogens zu ver- quellenrohr 49 und der Buchse 51 angeordnet, ändern. Über das Rohr 22 und den Kanal 23 wird der 25 Im Betrieb der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung hohlen Kathode 16 Gas zugeführt. Wenn über die wird zwischen der Anoden- und der Kathodenelek-Anode und Kathode eine Spannung angelegt wird, ent- trode ein Lichtbogen von hoher Intensität beispielssteht ein Lichtbogen, worauf die Gaszufuhr zur Ka- weise durch die in Fig. 3 dargestellten Mittel gethode abgestellt wird. Außer der Gaszufuhr zur zündet. Die Innenkammer und die Außenkammer sind Kathode sind noch weitere Mittel zur Einleitung eines 30 evakuiert. Der Druck in der Innenkammer beträgt Lichtbogens bekannt. Diese bestehen beispielsweise beispielsweise ungefähr 10—⁷ mm Hg, und der Druck darin, daß die Kathoden- und Anodenelektrode erhitzt in der Außenkammer beträgt ungefähr ΙΟ·-⁶ mm Hg. werden, um sie zu entgasen, daß eine bewegliche Die Spiegelspulen 31 und 32 haben einen Innendurch-Hilfselektrode benachbart der Kathode vorgesehen messer von 43,18 cm, während der Abstand zwischen ist und eine hochfrequente Spannung an die Hilfs- 35 den Innenflächen der Spulen 47 cm beträgt. Bei diesen elektrode und Kathode angelegt wird, bis ein Licht- Abmessungen kann ein Zylinder eingeschrieben bogen überschlägt, worauf die Hilfselektrode entfernt werden, dessen Ränder gerade die Innenkante der wird, oder daß die Anode so lange zur Kathode ver- Spulen berühren und dessen Volumen dann gleich stellt wird, bis ein Lichtbogen überschlägt und dann . 6,9 . 10⁴ cm³ beträgt. Das Plasma, das durch Dissodie relative Lage der Anode und der Kathode auf die 40 ziation des starken Ionenstroms bei dessen Durchgang gewünschte Betriebsstellung verändert wird. durch den Lichtbogen hoher Intensität gezündet wird,

In Fig. 4 ist eine Vorrichtung gezeigt, bei welcher wird innerhalb des eingeschriebenen Volumens durch energiereiche Ionen zur Zündung eines Plasmas in das Magnetfeld H begrenzt und eingefangen. Das für eine Kammer eingebracht werden, die zu einem be- die Ionenzufuhr verwendete Gas ist Deuterium, wobei grenzten Magnetfeld und einem Lichtbogen von hoher 45 die Einbringspannung ungefähr 30O¹ keV beträgt. Intensität senkrecht ist. Die in Fig. 4 gezeigte Vor- In der Vorrichtung nach Fig. 4 befindet sich bei der richtung weist einen zylindrischen Außenmantel 36 Inbetriebsetzung eine große Anzahl neutraler Teilauf, der mit Endwänden 39 und 40 versehen ist. In chen. Diese neutralen Teilchen entfernen wegen des der Endwand 39 ist eine kreisförmige Öffnung vor- Ladungsaustauschvorgangs heiße Ionen. Bei diesem gesehen, an die ein Rohrstück 43 angebracht ist. Das 5° Vorgang trifft ein heißes Ion auf ein neutrales Atom-Rohrstück 43 ist mit einem Endverschluß 45 versehen, teilchen auf und nimmt ein Elektron auf, so daß es in den die Kathode 27 fest eingesetzt ist. In der End- ein schnelles neutrales Atomteilchen wird. Dieses wand 40 ist ebenfalls eine kreisförmige öffnung vor- neutrale Atomteilchen geht an das System verloren, gesehen, an der ein Rohrstück 44 befestigt ist, das während das zurückgelassene kalte Ion selbst leicht einen Endverschluß 46 aufweist, in dem die Anode 28 55 durch die Spiegel verlorengeht. Der Querschnitt für befestigt ist. Der Außenmantel 36 weist eine kreis- den Ladungsaustausch ist eine steil abfallende Funkförmige öffnung auf, an. der ein Rohrstück 47 an- tion der Ionengeschwindigkeit oberhalb von ungefähr gebracht ist, an welchem wiederum ein Endverschluß 30keV. Er hat jedoch sogar bei 300 keV einen Wert 48 befestigt ist. Im Endverschluß 48 ist ein Rohr 49 von ungefähr 3 . 1O^-18 cm², was ein sehr viel höherer befestigt, durch das Ionen von einer äußeren Ionen- 60 Wert ist als die Coulomb-Querschnitte des Energiequelle 49' und dann durch eine nicht gezeigte öffnung Verlustes und der Teilchenumlenkung. Jeder Ladungsin einen Einsatz 33 und in die Bahn des zwischen der austausch zerstört ein neutrales Atomteilchen, und Anode und der Kathode bestehenden Lichtbogens ein- die durch das schnelle Ion verursachte Ionisation entgebracht werden. Der zwischen den Elektroden be- fernt viele neutrale Atomteilchen, da der Ionisationsstehende Lichtbogen ist von der durch den Einsatz 33 65 querschnitt mehr, als zwanzigmal so groß ist als der und dessen Endwände 52, 53 gebildeten Kammer ein- Ladungsaustausch bei 300 keV. Es gibt einen krigeschlossen. Die Wände 52 und 53 sind mit kreis- tischen Punkt für den Eingangsstrom, bei welchem förmigen, sich mit der Anode und Kathode in Aus- die Ionen die neutralen Atomteilchen ebenso schnell fluchtung befindenden öffnungen versehen. Die Ka- »ausbrennen«, wie sie in das Plasma eintreten. Wenn thode 27 und die Anode 28 sind von geeigneten 70 dieser Punkt einmal überschritten ist, überwiegen die

Ionen die neutralen Atomteilchen, so daß sich das Plasma innerhalb des Ringes 4 der Fig. 1 aufbaut, wodurch zusätzliche neutrale Atomteilchen ausgebrannt werden und das System bald von den neutralen Atomteilchen gereinigt wird. Wenn die Vor- S richtung unter einem Vakuum von ungefähr 1O^-6 mm betrieben wird, beträgt der kritische Strom annähernd 80 Milliampere, während wenn die Vorrichtung unter einem Vakuum von 10~⁷ mm betrieben wird, der kritische Strom annähernd 8 Milliampere beträgt. Hieraus ergibt sich, daß der kritische Strom bei geringerem Druck innerhalb der Kammer 33 abnimmt. Es sind auch andere Möglichkeiten für die Entfernung der neutralen Atomteilchen gegeben, beispielsweise durch Verwendung von Elektronen. Die Verwendung solcher Elektronen kann den Ladungsaustauschvorgang zur Entfernung der neutralen Atomteilchen ergänzen.

In Fig. 5 ist die Anordnung nach Fig. 1 in Anpassung an eine Vorrichtung zum Sammeln oder Messen des Stroms dissoziierter Ionen dargestellt. Eine Ionenquelle 54 bringt einen Strom von Molekülionen 55 in ein begrenztes, zur Zeichnungsebene senkrechtes Magnetfeld ein. Der lonenstrom 55 tritt durch einen Lichtbogen 56 hindurch, an welchem ein Teil der Molekülionen dissoziiert und ionisiert wird und einen Strahl 57 aus Atomionen bildet, der durch einen Kollektor 59 gesammelt wird. Die Molekülionen:, die nicht dissoziiert wurden, setzen die ursprüngliche Bahn fort und werden durch einen Kollektor 58 gesammelt.

Die vorangehende Beschreibung ist in erster Linie auf Deuterium abgestellt. Ein besseres Radiusverhältnis der eingefangenen Atomionen zu den Molekülionen ergibt sich jedoch, wenn H O H⁺, CH₄ ⁺ und andere komplexe Moleküle statt D₂ ⁺ verwendet werden. Beispielsweise würden D+-Teilchen aus der Dissoziation von CD₄ einen Radius von nur 10'% des vom Molekül CD₄ im Magnetfeld eingenommenen besitzen.

Außer ihrem Hauptanwendungsgebiet zur Zündung eines Plasmas und zur Erzeugung eines Strahls energiereicher neutraler Atomteilchen kann die Erfindung auch zur Erzeugung eines umlaufenden Ionenstrahls als Experimentierwerkzeug für Forschungszwecke dienen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren und auch auf anderen Gebieten Anwendung finden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einfangen von Atomionen zur Zündung eines Plasmas innerhalb einer Mittelzone eines evakuierten Behälters, der von einem begrenzten Magnetfeld durchsetzt ist, dadurch, gekennzeichnet, daß außerhalb dieser Mittelzone Molekülionen erzeugt werden, diese Molekülionen senkrecht zum Magnetfeld beschleunigt werden, derart, daß sie einer gekrümmten Bahn in Richtung zu der erwähnten Zone folgen, daß die Molekülionen nach einem Umlauf von weniger als 360° in der erwähnten Bahn zu Atomionen und neutralen Atomteilchen dissoziiert und ionisiert werden, wobei das Magnetfeld in seiner Stärke so bemessen wird, daß sich die Atomionen von den Dissoziationspunkten weg in die erwähnte Mittelzone bewegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die neutralen Atomteilchen aus dem Bereich der erwähnten Entladung in einer geradlinigen Bahn entfernt werden, welche die erwähnte gekrümmte Bahn an den Dissoziationspunkten tangiert.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung für das Erzeugen und Einbringen einer Vielzahl von Molekülionen in Form eines Strahls in das erwähnte Feld in einer Richtung senkrecht zu diesem und eine Einrichtung zur Dissoziation und Ionisation des Strahls zu Atomionen und neutralen Atomteilchen, wobei die letzterwähnte Einrichtung im Behälter in der Bahn des Strahls angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Dissoziation durch einen Lichtbogen von hoher Intensität gebildet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch3, gekennzeichnet durch eine in der Bahn des Strahls aus neutralen Atomteilchen angeordnete Einrichtung zur Ausnutzung dieses Strahls.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen Behälter, eine Einrichtung zur Erzeugung eines begrenzten Magnetfeldes innerhalb dieses Behälters, der eine Innenkammer und eine Außenkammer aufweist, eine Einrichtung zum Evakuieren dieser Kammern, eine Einrichtung· zur Erzeugung eines Lichtbogens von hoher Intensität innerhalb der Innenkammer, wobei die Lichtbogenentladung parallel zur Richtung des Magnetfeldes verläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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