DE1214804B - Vorrichtung zum Erzeugen und Einschliessen eines Plasmas - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

G21b

Deutsche Kl.: 21g -21/21

Nummer: 1 214 804

Aktenzeichen: U 8107 VIII c/21 j

Anmeldetag: 15. Juni 1961

Auslegetag: 21. April 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen und Einschließen eines Plasmas, mit einer zylindrischen, hermetisch abgedichteten äußeren Elektrode und einer innerhalb der äußeren Elektrode angeordneten Elektrode, wobei die Länge der äußeren Elektrode im Vergleich zu ihrem Durchmesser groß ist, mit Mitteln zur Erzeugung eines radialen elektrischen Feldes zwischen diesen Elektroden und eines axial gerichteten magnetischen Feldes innerhalb des Entladungsraumes, und mit einer Einrichtung zur Zuführung von zu ionisierendem Gas.

Eine bekannte Vorrichtung zur Erzeugung und Einschließung eines Plasmas weist kurze, gedrungene Elektroden auf, deren Durchmesser größer sind als ihre axiale Länge. Das gesamte Volumen zwischen diesen Elektroden wird mit Gas gefüllt, bevor Ionisation eintritt. Das entstehende Plasma kommt in Berührung mit den die beiden Elektroden trennenden Isolatoren. Die Isolatoren sind jedoch außerordentlich empfindlich gegen Erosion, wenn sie mit dem Plasma in Berührung kommen. Durch die Erosion wird andererseits auch die Reinheit des Plasmas verdorben. Lediglich im weiteren Verlauf des Vorganges wird bei der bekannten Vorrichtung durch die Fliehkraftwirkung eine Isolierung der Isolatoren bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Plasma von den Isolatoren fernzuhalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die langgestreckt ausgebildete und in axialer Richtung angeordnete innere Elektrode in ihrem Mittelteil eine ringförmige Öffnung aufweist, die über einen inneren Durchlaß in der inneren Elektrode mit der Versorgungsquelle für das ionisierbare Gas verbunden ist, und daß innerhalb der inneren Elektrode ein sich schnell öffnendes Ventil zum radialen Abblasen von Gas durch die Öffnung angeordnet ist.

Hierdurch wird erreicht, daß im Anfangsstadium des Vorgangs das Gasventil so rasch geöffnet wird, daß das Gas in einer plötzlichen Entladung abgeblasen wird. Das Gas diffundiert außerordentlich schnell gegen die äußere Elektrode zu, es bildet sich ein Bogen, und das Gas wird ionisiert. Dadurch existiert das Plasma lediglich im Mittelteil der Vorrichtung, und der übrige Raum in der Vorrichtung nahe den Isolatoren bleibt im Anfangsstadium des Vorgangs als Vakuum erhalten. Dadurch wird die Berührung des Plasmas mit den Isolatoren vermieden und seine Reinheit aufrechterhalten.

Die größte Anfangsenergie des Plasmas wird erzielt, wenn die Isolierung der Plasmateilchen inner-

Vorrichtung zum Erzeugen und Einschließen
eines Plasmas

Anmelder:

United States Atomic Energy Commission,

Germantown, Md. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,

München 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:

William Randolph Baker, Orinda, Calif.;

Alexander Bratenahl, Canton, Mass.;

Wulf Bernard Kunkel, Berkeley, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 21. Juni 1960 (37 816) - -

halb eines elektrischen Feldes von voller Intensität eintritt. Bei der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung füllt das Gas das gesamte Volumen der Plasmakammer, bevor das elektrische Feld angelegt wird. Da die innere Induktanz verhindert, daß augenblicklich das volle elektrische Feld an dem Plasma liegt, bildet sich das Plasma, bevor die volle Feldintensität erzielt ist, aus, und das Energieniveau ist niedriger, als es bei Anwesenheit der vollen Intensität erzielt werden könnte. Ein nachfolgendes Ansteigen der Feldintensität nach der Ionisation erhöht die Plasmaenergie nicht mehr. Die Erfindung vermeidet auch diesen Nachteil der bekannten Vorrichtung, da die volle Intensität des elektrischen Feldes bereits vorhanden ist, bevor die Zündung zur Bildung des Plasmas eintritt, was durch das sich schnell öffnende Ventil ermöglicht wird, das von den Isolatoren entfernt und verhältnismäßig nahe der äußeren Elektrode angeordnet ist. Dadurch kann im wesentlichen das ganze Gas injiziert und isoliert werden, bevor Plasmateilchen in die Nachbarschaft des Isolators gelangen können, wobei die volle Feldintensität vorhanden ist, bevor die Ionisierung eintritt.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgt die Gasinjektion in der Mitte der Vakuumkammer in Form eines scharf difinierten Entladungsstoßes. Wie

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bei der allgemein üblichen Betriebsweise wird das jedes Ende des Zylinders steht ein kurzes Stück über

Gas in radialer Richtung zum Zentrum der Kammer die den Enden benachbarten Spiegelfeldspulen 8

von der Zentralelektrode aus emittiert, nachdem die und 9 hinaus. Ein Paar.von zylindrischen Isolatoren

gekreuzten elektrischen und magnetischen Felder er- 13 und 14 sind an den Enden des Zylinders 12

zeugt wurden. Wenn das Gas aus der Öffnung in der 5 neben den Spiegelfeldspulen 8 bzw. 9 befestigt. Die

Zentralelektrode zu der äußeren Kammerwandung Isolatoren verlaufen koaxial mit dem Zylinder und

diffundiert, findet eine Entladung statt, in der das sind an diesem gasdicht angeschlossen. Kreisförmige

neutrale Gas schnell in ein energiereiches Plasma Endplatten 16 und 17 schließen die Isolatoren 13

umgewandelt wird. Die Distanz zwischen der Zen- und 14 nach außen ab.

tralelektrode und der äußeren Kammerwandung ist io Eine längliche, röhrenförmige Mittelelektrode 20,

im Vergleich zu der Distanz von dem Gasinjektions- die zwei getrennte Abteile 18 und 19 von etwa glei-

bereich zu den Isolatoren an den Enden der Vorrich- eher Länge aufweist, ist längs der Achse des Zylin-

tung klein gehalten, so daß das neutrale Gas nicht ders 12 angeordnet. Jeder Abschnitt der Elektrode

zu den Isolatoren innerhalb einer angemessenen 20 erstreckt sich durch eine Mittelöffnung in den

Zeitdauer diffundiert und auf diese Weise findet die 15 Endplatten 16 und 17 und wird auf diese Weise

Entladung nur in dem Mittelbereich der Vorrichtung gehalten.

statt. Es wird hervorgehoben, daß die Vorrichtung Der Zylinder 12 bestimmt zusammen mit den Isoais ihr eigener Schalter dienen kann, insofern, als die latoren 13 und 14 und den Endplatten 16 und 17 Injektion des Gases die Entladung einleitet. eine Vakuumkammer 15, in der eine Plasmaeinfang-

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu 20 zone erzeugt werden kann,

erblicken, daß sich die Dichte des Gases über den Ein radiales elektrisches Feld wird zwischen der Spalt zwischen der Mittelelektrode und der Kammer- Mittelelektrode 20 und dem Zylinder 12 erzeugt, inwandung ändert, wobei die örtliche Änderung der dem eine Hochspannung angelegt wird, die von einer Dichte aus der Injektion des Gases in die Mitte der Kondensatorbatterie 26 abgegriffen wird, die mit Vorrichtung und der nachfolgenden Diffusion des 25 koaxialen Leitungen 21 und 25 mit jedem Ende der Gases in radialer Richtung resultiert. Insbesondere Elektrode 20 verbunden ist. Die Mittelleiter der koverursacht die Änderung der Dichte des Gases in axialen Leitungen 21 und 25 sind mit den Endelekradialer Richtung eine bessere lineare Spannungs- troden 16 bzw. 17 verbunden, während die Außenverteilung zwischen der mittleren und der äußeren leiter der koaxialen Leitungen mit dem Zylinder 12 Elektrode. Wenn das Gas gleichmäßig über den gan- 30 verbunden sind. Aus Sicherheitsgründen und aus zen Spalt verteilt ist, wie das bei den bekannten Vor- Zweckmäßigkeit wird der Zylinder 12 vorzugsweise richtungen der Fall ist, tritt nahezu der gesamte auf Erdpotential gehalten. Ein Schalter 22 kann zwi-Spannungsabfall in der Nähe der Mittelelektrode auf. sehen der Kondensatorbatterie 26 und dem Mittel-Die verbesserte Spannungsverteilung bei der Vor- leiter der koaxialen Leitungen 21 und 25 angeordnet richtung nach der Erfindung verursacht verbesserte 35 sein, um die Zeitkonstante des elektrischen Feld-Erhitzungscharakteristiken in dem Plasma und trägt aufbaus zu steuern. Wie weiter unten näher ausgedeshalb zur Erzeugung von Hochtemperaturionen, führt werden wird, ist der Schalter 22 nicht nötig, Neutronen und zur Erhöhung der Kernwechselwir- wenn die Entladung durch die Gasinjektion in den kungen bei. Zylinder 12 eingeleitet werden kann. Die Konden-

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispiels- 40 satorbatterie 26 wird von einer Hochspannungsquelle

weise näher erläutert. 23 gespeist. Die niedere Induktivität der Kapazität 26

Fig. 1 zeigt eine Plasmavorrichtung nach der im Vergleich zu der der Hochspannungsquelle23

vorliegenden Erfindung teilweise im Schnitt, wobei macht es möglich, daß eine größere Menge Energie

die elektrischen Teile der Vorrichtung schematisch plötzlich zur Verfügung steht, um ein elektrisches

dargestellt sind; 45 Feld zwischen dem Zylinder 12 und der inneren

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer Elektrode20 zu erzeugen.

Ventilkonstruktion für ein Ventil, das an der mit der Um die Kammer 15 zu evakuieren, ist eine geeig-

gestrichelten Linie in F i g. 1 angedeuteten Stelle an- nete Vakuumpumpe 24 vorgesehen, die mit einer

geordnet ist. " Öffnung in dem zylindrischen Isolator 14 verbun-

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 50 den ist.

wird ein magnetisches Feld innerhalb einer langen Um das Plasma in der Kammer 15 zu erzeugen,

zylindrischen Spule 7 erzeugt. Um Spiegelfelder an wird eine abgemessene Menge Gas in die Kammer 15

den Enden der Spule 7 zu erzeugen, die geladene in einem sehr kurzen Entladungsstoß mittels eines

Teilchen reflektieren, sind zusätzliche Spulen 8 und 9 Ventils in die Mitte der Elektrode 20 emittiert. Das

an jedem Ende der Spule 7 koaxial zu dieser ange- 55 Ventil wird nachfolgend beschrieben. Das Gas dif-

ordnet. Die Spulen 8 und 9 können eine größere fundiert in radialer Richtung nach auswärts von der

Windungszahl als die Spule 7 aufweisen, oder sie Mittelelektrode 20 aus gegen den Zylinder 12 zu.

können alternativ mit einem stärkeren Strom erregt Bevor das Ventil geöffnet wird, wird die Kammer 15

werden, um die erforderliche Erhöhung der Feld- evakuiert, und die Spulen 7, 8 und 9 werden erregt,

stärke an den Enden der Hauptspule 7 zu erhalten. 60 um das Magnetfeld zu erzeugen. Nachdem das

Der Strom für jede der Spulen 7, 8 und 9 kommt aus Magnetfeld einen maximalen Wert erreicht hat, wird

einer geeigneten Stromquelle 11. das sich schnell öffnende Ventil betätigt und Gas in

Ein leitfähiger Zylinder 12, der aus korrosions- die Kammer 15 eingelassen. Das elektrische Feld

beständigem Stahl hergestellt sein kann, ist innerhalb kann entweder vor dem Einlassen des Gases oder

der Spulen 7, 8 und 9 koaxial zu diesen angeordnet 65 kurz nahher erzeugt werden, indem der Schalter 22

und dient sowohl als äußere Elektrode als auch als während des Intervalls, in dem das Gas in die Kam-

Vakuumbehälter. Die Länge des Zylinders 12 soll mer 15 diffundiert, geschlossen wird. Die Gasmenge

groß im Verhältnis zu seinem Durchmesser sein, und und die Diffusionsgeschwindigkeit werden so einge-

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stellt, daß die Ionisation sich über eine Zeitdauer von Ventilträgers ist abgeflacht, um einen Ventilsitz 34 einigen Mikrosekunden erstreckt, um ein Abfallen zu bilden. Ein stabförmiger Ventilschieber 32 ist des elektrischen Feldpotentials zu vermeiden. Hin- gleitbar in einer axialen Bohrung in dem Ventilgegen muß die Zeitdauer kurz im Vergleich zur Dif- halter 36 angeordnet. Der Ventilschieber erstreckt fusionszeit des Gases zu den Isolatoren 13 und 14 5 sich quer über den Spalt zwischen den Elektrodenhin sein. Wenn das Gas den Zylinder 12 erreicht, teilen 18 und 19 und besitzt einen Flansch 33 in findet eine Entladung unmittelbar zwischen den Elek- seiner Mitte, der mit dem Ventilsitz 34 in Eingriff troden 20 und dem Zylinder 12 statt, wodurch das kommen kann. Ein kleiner Hohlraum 37 ist in dem Gas ionisiert und in ein Plasma umgewandelt wird. Ventilsitz 34 vorgesehen, der dann geschlossen ist, Die Bewegung der geladenen Teilchen quer zu dem io wenn der Flansch 33 gegen den Ventilsitz gedrückt axial gerichteten magnetischen Feld, verursacht durch wird. Um eine wirksame Gasdichtung zu erhalten, das radiale elektrische Feld, bewirkt, daß die Teil- die gleichermaßen dem notwendigen Stoß für die chen um die Zentralelektrode 20 rotieren. Die Wir- Öffnung des Ventils widersteht, wird ein Material, kung der Vorrichtung unter Herstellung eines rotie- wie z. B.Nylon, für den Ventilschieber 32 verwendet, renden Plasmas ist ähnlich der, die in dem Bericht 15 Das Ende des Ventilschiebers liegt an einem von Bishop, PROJECT SHERWOOD, Addison- federnden Block38 aus Kautschuk an, der sich in Wesley, 1958, S. 127 bis 129, beschrieben ist. einem Hohlraum 39 in einem ringförmigen Halter 41 Das Plasma rotiert um die Mittelelektrode 20 mit befindet, der in dem Ende der Mittelelektrode 18 einer sehr großen Abtriftgeschwindigkeit, die durch neben der ringförmigen Öffnung 31 angeordnet ist.

α \r u--iw T^ ^E u · * u · ε- α· -ε- λα 20 Der Block 38 dient auf diese Weise dazu, den Flansch

das Verhältnis F= _Ύ gegeben _1St, wobei E d» Feld- ^ _mm^_{tdlmg gegen den VentiMtz 34 m}

stärke des radialen elektrischen Feldes in Volt pro drücken. Der Hohlraum 39 ist etwas größer als der Meter und B die magnetische Feldstärke in Weber federnde Block 38, um die Deformation des letzteren pro Quadratmeter und V die Teilchengeschwindig- zu ermöglichen, wenn dieser unter Druck steht. Der keit in Metern pro Sekunde ist. Die Zentrifugalkraft 25 Hohlraum 37 kommuniziert mit einer Gasversorauf das Plasma bewirkt, daß jedes geladene Teilchen gungsquelle 42 über eine Leitung 43, die längs durch dazu neigt, sich nach außen quer zu den magne- den Mittelelektrodenabschnitt 19 geführt ist. Die tischen Feldlinien zu bewegen, wodurch sehr hohe Leitung 43 hat einen hinreichend kleinen Durchströme durch das Plasma auf einem kreisförmigen messer, so daß während der kurzen Zeit, in der das Weg fließen. Durch die endseitig angebrachten 30 Ventil geöffnet ist, der Gasdurchstrom durch die magnetnischen Spiegel wird das Ausbreiten des Leitung unbedeutend ist im Vergleich zu dem Gas-Plasmas gegen die Enden der Vorrichtung zu ver- auslaß aus dem Hohlraum 37, Während der Zeit, in hindert. Der Ionisationsvorgang muß über eine Zeit- der das Ventil geschlossen ist, kann hingegen gedauer von der Größenordnung einer Mikrosekunde nügend Gas durch den Kanal 43 strömen, um den fortgesetzt werden, so daß die volle elektrische Feld- 35 Hohlraum 37 zu füllen,

intensität erhalten werden kann, wenn eine Energie- Nachfolgend sollen die Einrichtungen betrachtet quelle von praktisch geeigneter Impedanz verwendet werden, die das Ventil öffnen. Das dem federnden wird. Unmittelbar auf die Plasmabildung folgend, Block 38 entgegengesetzte Ende des Ventilschiebers nimmt jedes Ion eine Geschwindigkeit an, die der 32 erstreckt sich in eine erste Kammer 45 in der Zyklotronbewegung entspricht, so daß die durch- 40 Mittelelektrode 19. Ein ringförmiger Block 44, der schnittliche Energie dieser Bewegung gleich der im Abstand von dem Ventilhalter 36 angeordnet ist, Energie der Abtriftbewegung V ist. Diese Energie stellt die andere Wandung der Kammer 45 dar. Ein wird in statistische Bewegungsenergie transformiert langer röhrenförmiger Zylinder 46 ist längs der Achse und erscheint als Wärme. Die Plasmaerhitzung findet des Elektrodenabschnitts 19 angeordnet. Ein Ende statt, bevor die Teilchen die Nähe der zylindrischen 45 dieses Zylinders 46 erstreckt sich durch eine Mittel-Isolatoren 13 und 14 erreichen können, und die öffnung in den Block 44 und wird in dieser Öffnung Möglichkeit des Durchschlagens dieser Isolatoren ist gehalten. Das andere Ende des Zylinders 46 ist in damit vermieden. Dementsprechend kann die Stärke dem Mittelhphlraum eines zweiten Blockes 48 gedes angelegten elektrischen Feldes etwa um den lagert, der in dem Elektrodenabschnitt 19 ange-Faktor 10 oder größer sein, 50 ordnet ist.

Es ist jedoch wichtig, daß das Brennstoffgas in Um einen Stoß auf das Ende des Ventilschiebers einer ringförmigen axialsymmetrischen Konfiguration 32 auszuüben, ist ein zylindrischer Hammer 47 gleitin die Kammer 15 in einer sehr kurzen Zeitdauer ein- bar in dem zylindrischen Rohr 46 und koaxial zu strömt. Deshalb muß ein besonderes Ventil in der diesem gelagert. Vor dem Öffnen des Ventils wird Mittelelektrode 20 verwendet werden. Es ist wün- 55 der Hammer 47 in dem Hohlraum des Blockes 48 sehenswert, daß das Ventil aus nichtraagnetischem mittels einer biegsamen, ringförmigen Hülse 49 geMaterial hergestellt wird, um Störungen des Feldes halten. Die biegsame Hülse umgibt den Hammer und zu vermeiden. wird gegen diesen gedrückt, indem ein hoher Luftin der Fig. 2 ist eine Ventilkonstruktion darge- druck in dem Hohlraum an der Außenseite der Hülse stellt, die innerhalb der Abschnitte 18 und 19 der 60 49 aufrechterhalten wird. Um die Druckluft zum Mittelelektrode angeordnet ist. Ein zentraler Spalt, Haltern des Hammers 37 zu erzeugen, ist eine Luftder zwischen den Abschnitten 18 und 19 der Elek- leitung 51 vorgesehen, die den Hohlraum des Blockes trode freigehalten wird, bildet eine Gasablaßöffnung 48 mit einer Druckluftversorgung 52 verbindet. Die 31. Ein ringförmiger Ventilträger 36 ist koaxial Leitung 51 erstreckt sich der Länge nach durch den innerhalb des Endes des Elektrodenabschnitts 19 65 Elektrodenabschnitt 19. Ein Ventil 53 in der Leitung neben der Öffnung 31 angeordnet. Dieser Ventil- 51 steuert die Greifwirkung der Hülse 49.
träger ist mit einem konischen Ende versehen, das Ein zweiter ringförmiger Block 56 ist neben dem in die Öffnung 31 vorsteht. Das äußerste Ende des Block 48 angeordnet und mit einer Kammer 54 ver-

sehen, die mit dem Hohlraum des Blockes 48 in Verbindung steht. Eine Luftleitung 57 verbindet die Kammer 54 mit der Atmosphäre, so daß in der Kammer konstant atmosphärischer Druck herrscht. Dieser Druck wird auf das benachbarte Ende des Hammers 47 ausgeübt. Eine Leitung 58 verbindet die Kammer 45 mit einem Ventil 59, das dazu dient, um wahlweise die Kammer 45 entweder mit der Druckluftquelle 52 oder mit einer Vakuumpumpe 61 zu verbinden.

Im Betrieb wird der Hammer 47 fest durch die Hülse 48 gehalten, während die Kammer 45 und das Innere des Hohlzylinders 46 auf Vakuum durch die Pumpe 61 gehalten wird. Wenn der Gasstoß in das System erfolgen soll, wird der Druck auf die Hülse 49 durch Betätigung des Ventils 53 nachgelassen, und der Hammer 47 wird längs des Hohlzylinders 46 beschleunigt, was durch den auf seine Rückseite ausgeübten atmosphärischen Druck und das auf seiner Vorderseite befindliche Vakuum bedingt ist. Der Hammer 47 erreicht eine hohe Geschwindigkeit, wenn er auf den Ventilschieber 32 auftrifft. Der Stoß verursacht, daß der Flansch 33 den Hohlraum 37 sehr schnell freigibt und das darin befindliche Gas in die Plasmakammer ausströmt. Der Hohlraum 37 bleibt offen, bis der federnde Block 38 den Ventilschieber 32 wieder zurückschiebt und den Hohlraum verschließt.

Um den Hammer zu der Hülse 49 zurückzuziehen, wird das Ventil 59 so gestellt, daß die Kammer 45 mit Druckluft gefüllt wird, wodurch der Hammer 47 durch den Hohlzylinder 46 zurückgeschoben wird. Wenn der Hammer die Hülse 49 erreicht, wird diese durch Betätigung des Ventils 53 wieder zusammengezogen und der Hammer in dieser Stellung festgehalten. Das Ventil 59 wird wiederum betätigt, um ein Vakuum in der Kammer 45 und dem Hohlzylinder 46 zu erzeugen. Während dies geschieht, füllt sich der Hohlraum 37 von neuem mit Gas, und die Vorrichtung ist für den nächsten Arbeitszyklus bereit.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen und Einschließen eines Plasmas, mit einer zylindrischen, hermetisch abgedichteten äußeren Elektrode und einer innerhalb der äußeren Elektrode angeordneten Elektrode, wobei die Länge der äußeren Elektrode im Vergleich zu ihrem Durchmesser groß ist, mit Mitteln zur Erzeugung ernes radialen elektrischen Feldes zwischen diesen Elektroden und eines axial gerichteten magnetischen Feldes innerhalb des Entladungsraumes und mit einer Einrichtung zur Zuführung von zu ionisierendem Gas, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckt ausgebildete und in axialer Richtung angeordnete innere Elektrode in ihrem Mittelteil eine ringförmige Öffnung aufweist, die über einen inneren Durchlaß an der inneren Elektrode mit der Versorgungsquelle für das ionisierbare Gas verbunden ist, und daß innerhalb der inneren Elektrode ein sich schnell öffnendes Ventil zum radialen Abblasen von Gas durch die Öffnung angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode mit der äußeren Elektrode über einen Schalter (22), der mit einer an die Spannungsquelle (23) angeschlossenen Kapazität (26) in Reihe geschaltet ist, verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einer koaxial um die äußere Elektrode herum angeordneten Magnetspule zur Erzeugung eines axial gerichteten Magnetfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines magnetischen Spiegelfeldes zusätzliche Magnetspulen nahe den Enden der äußeren Elektrode angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzere äußere Elektrode mit der inneren Elektrode über endseitig angebrachte ringförmige Isolatoren (13, 14) in Verbindung steht, die den Raum zwischen den beiden Elektroden hermetisch abdichten.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen Ventilschieber (32) aufweist, der in eine die Öffnung im Mittelteil der inneren Elektrode verschließende Stellung gebracht werden kann, daß federnde Einrichtungen (38) vorgesehen sind, die den Ventilschieber in diese Stellung drücken, und daß Einrichtungen innerhalb der inneren Elektrode zum schnellen Anstoßen des Ventilschiebers vorgesehen sind, um diesen kurzzeitig aus der genannten Stellung zurückzuziehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber in axialer Richtung gleitbar im inneren Durchlaß der inneren Elektrode angeordnet ist und einen radialen Flansch (33) aufweist, der sich im Bereich der ringförmigen Öffnung im Mittelteil der inneren Elektrode nach außen erstreckt, wobei die federnden Einrichtungen den Flansch gegen eine Seite der ringförmigen Öffnung drücken, um das Abblasen von Gas durch die Öffnung zu verhindern, und daß die Einrichtungen zum Anstoßen des Ventilschiebers einen im inneren Durchlaß der inneren Elektrode angeordneten und durch Druck betätigten Hammer (47) aufweisen, der gegen den Ventilschieber hin gleitbar angeordnet ist, um den Flansch kurzzeitig aus seiner Stellung zu bewegen, damit Gas durch die ringförmige öffnung abgeblasen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Proceedings of the Second United Nations International Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy«, Vol. 32, 1958, S. 126/127.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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