DE2010710C3 - Einrichtung zur Erzeugung von Kernfusionsreaktionen ermöglichendem Hochtemperatur-Plasma - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung von Kernfusionsreaktionen ermöglichen · dem Hochtemperatur-Plasma, in der eine elektrische Entladung in einem mit einem Arbeitsgas gefüllten Entladungsgefäß durch Einwirkung von elektromagnetischen Hochfrequenzschwingungen auf das Arbeitsgas stattfindet, die nach Modus und Frequenz eine maximale Konzentration des elektrischen Feldes

in einer Entladungszone gewährleisten.

Eine derartige Einrichtung kann nicht nur zur Aus lösung von Kernfusionsreaktionen eingesetzt werden sondern auchz. B. bei physikalischen Untersuchunger von Eigenschaften und Kennwerten von Hochtempe ratur-Plasmen oder zur Untersuchung und zur Durchführung von chemischen Wechselwirkungen mi Plasma.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Erzeugung eine«

ίο Kernfusionsreaktionen ermöglichenden Hochtempe ratur-Plasmas mit Hilfe einer elektrischen Entladung bekannt, die durch Einwirkung von hochfrequenter elektromagnetischen Schwingungen auf ein Arbeitsga», z. B. ein Deuterium- und Tritiumgemisch, her vorgerufen wird. Dabei sind mit Arbeitsgas gefüllte Resonatoren vorgesehen, denen elektromagnetische Hochfrequenzschwingungen über Koppelelemente zugeführt werden (vgl. z. B. USA.-Patentschrifl 3 022 236, Klasse 176-1). Insbesondere wird ein sphärischer Resonator mit einem Arbeitsgas untei niedrigem Druck von etwa K) ^s Torr angewandt, wobei es jedoch schwierig ist, das Plasma zu stabilisieren und von den Resonatorwänden fernzuhalten, da im Plasma zahlreiche Instabilitäten entstehen, die es zerstören und eine längere Plasmabildung und -erwärmung verhindern.

Ähnlich ist bekanntgeworden (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 1 489079) eine Einrichtung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Plasmas in einem geschlossenen Ringstrom mittels eines elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes, wobei der magnetische Vektor des Hochfrequenzfeldes in jedem axialen Ringquerschnitt um dessen Mittelpunkt kreisförmig polarisiert ist und das elektromagnetische Induktionspotential eine Mulde um den Querschniitsmittelpunki bildet, ferner das Hochfrequenzfeld durch Mikrowellenenergie erzeugt wird, die in einem das Plasma enthaltenden Hohlraumresonator eingespeist wird, und schließlich der Gasdruck 10 ' bis K) "^s Torr beträgt Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen die die Erzeugung eines beständigen, stabilen und dichten Hochtemperatur-Plasmas ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch ein Mittel zur Kompression des Arbeitsgases im Entladungsgefäß auf atmosphärischen Druck oder höhere Druckwerte und zur Drehung des Arbeitsgases um eine Horizontalachse des Entladungsgefäßes, um die elektrische Entladung in der mittleren Zone des Entladungsgefäßes zu stabilisieren.

Überraschenderweise wird also zur Herstellung vor Hochtemperatur-Plasma die Hochfrequenzentladung in einem dichten Gas verwendet, was eine gute Wärmeisolation gewährleistet, indem physikalische Vorgänge an der Grenze zwischen dem Plasma und dem Arbeitsgas ausgenutzt werden, das die Entladung umgibt und sie von den Wänden des Resonators isoliert Demgegenüber ist bisher lediglieh noch bekanntge-

worden (vgl. The Review of Scientific Instruments Vol. 36, Nr. 3, März 1965, 294), in einem insbesondere zylindrischen Hohlraumresonator eine Mikrowellenentladung bei verschiedenen Gasdrücken (bis zu atmosphärischem Druck) zu erzeugen. Dabei sind

für die dort angegebenen Resonatoren Modus und Frequenz der Hochfrequenzschwingungen so gewählt, daß der Bereich des maximalen elektrischen Feldes nicht in der mittleren Zone des Resonators lokalisier!

ist, sondern sich von einer Wand bis zur anderen Wand des Resonators erstreckt. Auf diese Weise ist auch die elektrische Entladung bis an die Wände des Resonators ausgedehnt, so daß wegen der dort vorgesehenen Verwendung von Quarzrohren die Erzeugung eines Hochtemperatur-PIasme · in der Entladung von vornherein ausgeschlossen ist, d. h. die bekannte Einrichtung sich nur für die Erzeugung von Niedertemperatur-Plasmen eignet.

Demgegenüber ist vorliegend das maximale elektrische Feld in der mittleren Zone des Entladungsgefäßes konzentriert, d. h. in einem Bereich, der von den Wänden entfernt und an alien Seiten von den Wänden durch ein Gebiet schwachen Felds getrennt ist, in dem keine Entladung entsteht.

Die wegen der Distanzierung des Hochtemperatur-Plasmas von den Wänden des Entladungsgefäßes, umgeben vom kälteren Arbeitsgas entstehenden archimedischen oder Auftriebskräfte, die die Stabilität beeinträchtigen könnten, werden durch Drehung des Arbeitsgases aufgehoben.

Hier war nun bereits bekannt (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 300 172) eine Vorrichtung zum Einschließen und thermischen Isolieren eines toroidalen Plasmas mittels eines das Plasma umgebenden kalten Gasmantels, den ein Magnetfeld durchsetzt und der unter einem zur Einschließung des Plasmas ausreichenden Druck steht, wobei der Gasmantel eine Rotationsbewegung um die toroidale Achse ausführt und ein von außen aufgeprägtes toroidales Magnetfeld vorhanden ist.

Da bei der zuletzt genannten bekannten Einrichtung keine beträchtliche Verringerung der Elektronen-Wärmeleitfähigkeit infolge des atmosphärischen und höheren Drucks des Arbeitsgases stattfindet, muß diese also zur Verringerung der Wärmeleitfähigkeit ein gesondertes starkes Magnetfeld vorsehen.

Zweckmäßigerweise ist das Entladungsgefäß ein Resonator.

Der Resonator kann als Hohlzylinder ausgeführt sein, was seine Herstellung bedeutend vereinfacht.

Zur Senkung der an den Resonatorstirnseiten entstehenden Energieverluste der elektrischen Entladung ist es zweckmäßig, den Resonator als ringförmiges Toroid auszuführen.

Das Mittel zur Drehung des Arbeitsgases kann durch Düsen gebildet werden, die man tangential zu den Resonatorwänden so anordnet, daß das Arbeitsgas in den Resonator tangential eingeführt wird.

Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, daß der Resonator zur besseren Wärmeisolaiion des Plasmas, besonders seiner Ionenkomponente, in einem Solenoid angeordnet ist, das bei Gleichstromdurchfluß durch das Solenoid im Resonator ein konstantes Magnetfeld erzeugt.

Es ist ebenfalls zweckmäßig, zur zusätzlichen Erwärmung des Plasmas, besonders seiner Ionenkomponente, im Resonator eine die Zone der elektrischen Entladung umfassende Spule anzuordnen, die in dieser Zone beim Wechselstromdurchfluß durch die Spule ein veränderliches Magnetfeld erzeugt, das zu sammen mit dem konstanten Magnetfeld magnetoakustische Schwingungen oder eine adiabatische Kompression des Plasmas bewirkt.

Zur Nutzung der Energie, die im Plasma bei der Kernfusion erzeugt und von den Neutronen abgeführt wird, wird das Verhältnis der Resonatorabmessungen und des durch das Mittel zur Kompression des Arbeitsgases im Resonator erzeugten Drucks so gewählt daß die freie Weglänge der Neutronen kleiner als dk Resonatorabmessungen isl und die ganze Neutronenenergie in dem die Entladung umgebenden Arbeitsgai freigesetzt wird.

Die vorliegende Einrichtung gestattet es, ein statio näres und beständiges Plasma zu erzeugen, wobei die Möglichkeit geboten wird, das Plasma bis zu den er forderlichen hohen Temperaturwerten zu erhitzen, de ίο das Plasma infolge seiner Zusammenwirkung mit derr umgebenden dichten Arbeitsgas festgehalten wird.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen ir der Zeichnung

Fig. 1 eine Einrichtung mit einem als Hohlzylindei ausgeführten Resonator (Längsschnitt),

Fig. 2 die Einrichtung im Schnitt H-II von Fig. 1

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Einrichtung mit einem als ringförmiges Toroid ausgef ührten Resonator (im Schnitt entlang der Medianebene des Toroids),

Fig. 4 diesen Schnitt IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5die Einrichtung nach Fig. 1 mit einem Solenoid zur Erzeugung eines konstanten Magnetfeldes (im Längsschnitt),

Fig. 6 diese im Schnitt IV-IV nach Fig. 5,

Fig. 7die Einrichtung nach F1 g. 3 mit einem Solenoid zur Erzeugung eines konstanten Magnetfeldes (Schnitt in der Medianebene des Toroids mit teilweise dargestelltem Solenoid),

Fig. 8 diese im Schnitt VIII-VIII nach Fig. 7,

Fig. 9 die Einrichtung nach Fig. 5 mit einer Spule zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes (Längsschnitt),
Fig. 1Ü diese im Schnitt X-X in Fig. 9,

Fig. 11 die Einrichtung nach F i g. 7 mit einer Spule zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes (Schnitt in der Medianebene des Toroids mit einer Teildarstellung des Solenoids),
Fig. 12 diese im Schnitt XII-XII in Fig. 11,

Fig. 13 eine Gesamtansicht der Einrichtung nach Fig 9 mit einem Außenkreis, in dem die durch die Neutronen aus der Entladungszone abgeführte Energie abgegeben wird (Längsschnitt des Resonators und Ansicht des Außenkreises).

Alle nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Einrichtung enthalten einen mit einem Arbeitsgas (Deuterium- und Tritiumgemisch) gefüllten Resonator, dem über ein Koppelelement elektroma-5„ gnetische Hochfrequenzschwingungen zugeführt werden, die im Arbeitsgas eine elektrische Entladung auslösen. Die Einrichtung besitzt auch Mittel für die Kompression des Arbeitsgases im Resonator und für die Drehung des Arbeitsgases um die Horizontalachse des Resonators, wodurch die Entladung in der mittleren Zone des Resonators festgehalten wird.

Der Resonator und das Koppelelement sind so aufgebaut, daß die maximale Konzentration des elektrischen Feldes in der mittleren Zone des Resonators S₀ entsteht.

Das Arbeitsgas kann aus Deuterium, Tritium, Lithiumdämpfen und anderen Stoffen bestehen, die ein teilweise oder vollständig ionisiertes Plasma im vorgegebenen Temperaturbereich bilden können.
Nachstehend werden die Ausführungsbeispiele der Einrichtung näher beschrieben.

Im ersten Ausführungsbeispiel der Einrichtung, die in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, hat der Resonator 1

die Form eines Hohlzylinders, in dessen mittlerem Teil die Zone der elektrischen Entladung 2 liegt, und das Koppelelement ist als Koaxialleitung 3 (Fig. 1) ausgebildet. Als Koppelelement kann auch ein Hohlleiter dienen. Das Mittel zur Kompression des Arbeitsgases im Resonator 1 ist ein nicht gezeigter Kompressor, der das Arbeitsgas dem Resonator 1 in der Richtung der Pfeile A (Fig. 2) zuführt und dieses Gas bis zum atmosphärischen Druck oder bis zu einem höheren Druckwert je nach den Kenndaten der Einrichtung komprimiert. Als Mittel zur Drehung des Arbeitsgases um die Horizontalachse des Resonators 1 dienen Düsen 4, die tangential an den Resonatorwanden so angeordnet sind, daß das Arbeitsgas in den Resonator 1 tangential eingeführt wird. Das Arbeitsgas tritt aus dem Resonator 1 über Stutzen 5 (Fig. 1) in der Richtung der Pfeile B aus.

Bei dem zweiten in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Einrichtung hat der Resonator 6 die Form eines ringförmigen Toroids, auf dessen Achse die elektrische Entladung 7 erfolgt. Das Koppelelement und die Mittel zur Kompression und zur Drehung des Arbeitsgases um die Horizontalachse des Resonators 6 sind ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt.

Das dritte und das vierte Ausführungsbeispiel der Einrichtung (Fig. 5, 6 bzw. 7 und 8) sind konstruktiv dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ähnlich. Der Unterschied besteht darin, daß zur Erzeugung eines konstanten Magnetfeldes im Inneren der Resonatoren 1 und 6 die letzteren jeweils in einem Solenoid 8 bzw. 9 angeordnet sind.

Der Aufbau des fünften und sechsten Ausführungsbeispiels der Einrichtung (Fig. 9, K) bzw. 11 und 12) ist dem des dritten und vierten Beispiels ähnlich. Der Unterschied besteht nur darin, daß zur Erzeugung eines nichtstationären Magnetfeldes in den Zonen der elektrischen Entladungen 2 und 7 im Innern der Resonatoren 1 und 6 Spulen 10 bzw. 11 angeordnet sind, deren Windungen diese Zonen umfassen.

Zur Erleichterung der Ableitung der bei den Kernfusionsreaktionen freigesetzten und von den Neutronen aufgenommenen Energie wird im fünften Ausführungsbeispiel der Einrichtung das Verhältnis zwischen den Abmessungen des Resonators 1 (Fig. 13) und dem durch den Kompressor ^erzeugten Druck so gewählt, daß der größte Teil der Neutronenenergie im Arbeitsgas abgegeben wird. (Diese Bedingung für die Wahl <1er Abmessungen kann auch für den Resonator 6 angewandt werden.) Zur Entnahme dieser Energie besitzt die Einrichtung einen Außenkreis, zu dem außer dem Kompressor 12 auch eine Turbine 13, ein elektrischer Generator 14 und Verbindungsrohrleitungen 15 gehören.

Die Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels der Einrichtung ist wie folgt:

Das Arbeitsgas (ein Deuterium- und Tritiumgemisch) wird im Resonator 1 mittels des Kompressors bis zum atmosphärischen Diuck oder bis zu einem höheren Druckwert, wie oben beschrieben, komprimiert.

Über die Koaxialleitung 3 werden dem Resonator 1 elektromagnetische Hochfrequenzschwingungen mit einer Frequenz zugeführt, die bei vorgegebener Form des Resonators 1 in letzterem Schwingungen mit maximaler Konzentration des elektrischen Feldes in der mittleren Zone des Resonators 1, d.h in einem von seiner Wand entfernten Gebiet, gewährleistet. Diese Bedingung erfüllten z. B. Schwingungen vom Modus E_01n, die im zylindrischen Resonator 1 erregt werden, wobei der Index η gleich zwei oder größer sein muß. In diesem Fall bilden sich im Inneren des Resonators 1 auf seiner Achse ein Bauch oder mehrere Bäuche des elektrischen Feldes je nach dem Indexwert n.

In einem dieser Feldbäuche zündet die elektrische

ίο Entladung 2. Die Wärmeisolation des Plasmas ist dadurch gesichert, daß die Entladung 2 von der Wandung entfernt ist und frei in der mittleren Zone des Resonators I hängt, wo im Fcldbauch die Energie des elektrischen Feldes konzentriert ist. Ein durch Auftrieb bedingtes Auftauchen der Entladung 2 verhindert man durch Rotation des Arbeitsgases um die Horizontalachse des Resonators. 1, die mit der Horizontalachse der Entladung 2 zusammenfällt. Die Rotation des Arbeitsgases erfolgt, indem es dem Resonator 1 durch die Düsen 4 zugeführt wird. Da das zugeführte Arbeitsgas eine tangential Komponente aufweist, wird es in eine Drehbewegung um die Horizontalachse der Entladung 2 versetzt. Das Arbeitsgas wird aus dem Resonator 1 durch die Stutzen 5 herausgeführt.

Diese Einrichtung sichert eine gute Wärmeisolation der Elektronen, indem sie physikalische Vorgänge an der Grenze zwischen dem Plasma und dem Arbeitsgas ausnutzt, das die Entladung umgibt und sie von den Wänden des Resonators 1 isoliert. Die elektrische Entladung 2 hat vorwiegend die Form eines Ellipsoids, das in eine Fadenform mit scharf umrissenen Grenzen übergeht.

Neben dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel können auch die in Fig. 3 und 4 gezeigten Einrichtungen angeführt werden. Die Elemente dieser Einrichtung und ihr Zusammenwirken sind den oben beschriebenen ähnlich, der Resonator 6 hat aber keine Zylinderform, sondern ist als ringförmiges Toroid ausgebildet. Der Modus der elektromagnetischen Hochfrequenzschwingungen wird für den Resonator 6 ebenso wie beim zylindrischen Resonator 1 gewählt, und zwar wählt man Schwingungen mit einer Ixjngitudinalkomponente des elektrischen Feldes und mit mats ximaler Konzentration dieses Feldes längs der Horizontalachse des Resonators 6 in der Zone der elektrischen Entladung 7. In diesem Fall hat die elektrische Entladung 7 die Form eines geschlossenen Ringes.

Da die Entladungen 2 und 7 die Wand der Resonatoren 1 und 6 überhaupt nicht berühren, erhält man in diesen Entladungen ein vollständig ionisiertes Plasma mit einer Temperatur, die hoch genug ist, um im Deuterium- und Tritiumgemisch Kernfusionsreak- !ionen hervorzurufen.

Um günstigere Verhältnisse für die Entstehung der Kernfusionsreaktionen zu schaffen, ist es zweckmäßig, die in Fi g. 5 bis 8 dargestellten Einrichtungen zu benutzen. Diese Einrichtungen funktionieren ähnlich den beschriebenen Einrichtungen, bis auf den Unterschied, daß die Entladungen 2 und 7 in einem konstanten Magnetfeld erfolgen, das durch einen Gleichstrom erzeugt wird, der die um die Resonatoren 1 und 6 angeordneten Solenoide 8 bzw. 9 durchfließt. Auf 6j diese Weise wird die Wärmeleitfähigkeit des Plasmas vermindert und die Wirksamkeit seiner Erwärmung durch das Hochfrequenzfeld erhöht. Der Wirkungsgrad der Einrichtung kann vergrößert werden, wenn

man an Stelle eines gewöhnlichen Solenoids ein supraleitendes Solenoid verwendet.

In den Fällen, wo eine weitere Temperaturerhöhung erforderlich wird, können die in Fig. ¹J bis 12 gezeigten Einrichtungen benutzt werden. In diesen Hinrichtungen wird die zusätzliche Plasmaurwürmung entweder mit Hi!^fe von magnetoakustischen Schwingungen oder durch periodische adiabatische Plasmakompression erzielt.

Dies erreicht man dadurch, daß dem konstanten Magnetfeld eine gleichgerichtete Komponente eines nichtstationären Magnetfeldes überlagert wird, die sich periodisch in ihrer Größe ändert. Hierbei kommen an der Plasmaoberfliiche Druckänderungen zustande, die der Magnetfeldstärke proportional sind und sich mit dem Änderungswert dieses Feldes multiplizierten. Die erwähnte veränderliche Feldkomponente wird durch die Spulen 10 und 11 erzeugt, deren Windungen, wie oben beschrieben wurde, die Entladungszonen 2 und 7 umfassen, ohne die Entladungen zu berühren, und im Inneren der Resonatoren 1 und 6 orthogonal zu den elektrischen Feldlinien angeordnet sind, um das Hoehfrequenzfeld nicht zu stören.

Werden die Spulen 10 und 11 von einem Wechselstrom durchflossen, r,o bilden sich in den Entladungen 2 und 7 magnetoakustischc Wellen. Wenn den Spulen 10 und 11 Stromimpulse zugeführt werden, erfolgt die adiabatische Plasmakompression.

Hei Henutzung der gemäß der Erfindung entwikkelten Einrichtung kann man nicht nur die Bedingungen für Kernlusionsreaktionenschaffen, sondern auch die dabei freigesetzte Energie gut abführen.

Zu diesem Zweck wird das Verhältnis der Abmessungen des Resonators 1 und des Arbeitsgasdruckes in der Einrichtung nach Fig. 13 so gewählt, daß die bei der Reaktion erzeugten Neutronen,wie oben beschrieben wurde, eine Weglänge frei durchlaufen, die

ίο kleiner als die Resonatorabmessungen ist, wobei die Neutronen einen bedeutenden Teil ihrer Energie an das den Resonator 1 füllende Arbeitsgas abgeben. Die für die Erwärmung des Ai beitsgases verbrauchte Leistung wird dann im Außenkreis beim Umlauf des Arheitsgases abgegeben. In der Turbine 13 dehnt sich das aus dem Resonator 1 austretende Arbeitsgas adiabatisch aus, und im Kompressor 12 wird es bis zum Arbeitsdruck im Resonator 1 isothermisch komprimiert und tritt dann wieder in den Resonator 1 ein.

Die Leistung der Turbine 13 abzüglich der vom Kompressor 12 aufgenommenen Leistung wird im elektrischen Generator 14 wiedergewonnen und dem elektrischen Stromkreis zur weiteren Nutzung zugeführt.

Die vorliegende Einrichtung bahnt einen neuen Weg zur Durchführung von gesteuerten Kernfusionsieaktionen und folglich zur Nutzbarmachung der Kernfusionsenergie.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

$09627/136

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung von Kernfusionsreaktionen ermöglichendem Hochtemperatur-Plasma, in der eine elektrische Entladung in einem mit einem Arbeitsgas gefüllten Entladungsgefäß durch Einwirkung von elektromagnetischen Hochfrequenzschwingungen auf das Arbeitsgas stattfindet, die nach Modus und Frequenz eine maximale Konzentration des elektrischen Feldes in einer Entladungszone gewährleisten, gekennzeichnet durch ein Mittel zur Kompression des Arbeitsgases im Entladungsgefäß auf atmosphärischen Druck oder höhere Druckwerte und zar Drehung des Arbeitsgases um eine Horizontalachse des Entladungsgefäßes, um die elektrische Entladung in der mittleren Zone des Enlladungsgefäßes zu stabilisieren.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß ein Resonator (1; 2) ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (1) ein Hohl/ylinder ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (6) als ringförmiges Toroid ausgeführt ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Drehung des Arbeitsgases Düsen (4) sind, die tangential zur Wand des Resonators (1; 6) so angeordnet sind, daß das Arbeitsgas in den Resonator tangential einführbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (1; 6) in einem Solenoid (8; 9) angeordnet ist, das beim Gleichstromdurchfluß durch das Solenoid im Resonator ein konstantes Magnetfeld erzeugt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Resonators (1; 6) eine Spule (10; 11) angeordnet ist, die die Zone der elektrischen Entladung (2; 7) umfaßt und in dieser Zone beim Wechselstromdurchfluß durch die Spule ein nichtstationäres Magnetfeld erzeugt, das zusammen mit dem konstanten Magnetfeld magnetoakustische Schwingungen oder eine adiabatische Kompression des Plasmas bewirkt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Abmessungen des Resonators (1) und des durch das Mittel zur Kompression des Arbeitsgases im Resonator (1) erzeugten Druckes so gewählt ist, daß die Neutronen auf ihrer freien Weglänge den Innenraum des Resonators (1) nicht verlassen.