DE2406829A1

DE2406829A1 - Vorrichtung fuer die stabile begrenzung einer ionisierten gassaeule innerhalb eines magnetfelds

Info

Publication number: DE2406829A1
Application number: DE19742406829
Authority: DE
Inventors: Jacob Prof Kistenmaker
Original assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Current assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Priority date: 1973-02-15
Filing date: 1974-02-13
Publication date: 1974-10-03
Also published as: FR2217903B1; NL7302102A; SE396875B; ZA743231B; AU6552074A; JPS49113096A; CA984440A; GB1457296A; IT1008820B; US4046527A; FR2217903A1

Description

Vorrichtung für die stabile Begrenzung einer ionisierten Gassäule innerhalb eines Magnetfelds

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die stabile Begrenzung einer gasförmigen Mischung innerhalb eines vorzugsweise langgestreckten Behälters, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist zum Induzieren eines sich über die gesamte Länge dieses Behälters erstreckenden Magnetfelds. Die Erfindung ist insbesondere auf das Induzieren einer schnell.en Rotation (Gaswirbel) in den im Behälter begrenzten gasförmigen Medien gerichtet. Zu diesem Zweck wird Gebrauch gemacht vom genannten magnetischen Feld sowie von einer elektrischen Entladung, die durch eine radiale Potentialdifferenz zwischen der Innciwand des Eehälters und dessen Mittelteil bewirkt wird.

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Eine Vorrichtung dieser Art ist bereits bekannt. Jedoch waren die Anstrengungen zum Aufrechterhalten der ionisierten Gasmasse über eine ausreichend lange Zeit in einer stabilen rotierenden Zustandsform bei der bekannten Vorrichtung ohne Erfolg. Dies wurde als unüberwindlicher Nachteil in den Fällen betrachtet, in denen thermonukleare Reaktionen erzielt werden sollten.

Erfindungsgemäß ist eine solche Vorrichtung so ausgelegt, daß der leichte Bestandteil der gasförmigen Mischung in einer ionisierten Gassäule innerhalb einer Umhüllung aus schwerem Gas enthalten ist, die durch Rotationskräfte gegen die Innenwand des vorzugsweise zylindrischen oder ringwulstförmigen gekühlten Behälters gedruckt wird, der mit wenigstens einer den Behälter füllenden Zuführungsrohrleitung für die gasförmige Mischung und mit Rohrleitungen für den Auslaß von Bestandteilen dieser Mischung von Gasen sowie mit mit der ionisierten Gassäule in Verbindung stehenden Zufuhr- und Auslaßrohrleitungen versehen ist, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist zum Induzieren eines sich über die gesamte Länge des Behälters erstreckenden axialen Magnetfelds in der Weise, daß die hierin enthaltenen Gase diesem Feld unterworfen werden, wobei ferner eine elektrische Gasentladung im mittleren Teil des Behälters aufrecht erhalten wird, und wobei eine radiale elektrische Potentialdxfferenz zwischen der ionisierten Gasentladungssäule und der koaxialen Innenwand des als Kathode dienenden Behälters aufrecht erhalten wird.

Bei Verwendung der obigen Konstruktion wird die ionisierte Gassäule tatsächlich innerhalb der Gasumhüllung stabil begrenzt, die sich mit hoher Geschwindigkeit entlang der Innenwand des begrenzenden Behälters bewegt. Es ist somit nicht nur möglich, stark ausgedehnte Perioden der Begrenzung zu erzielen, sondern es wurde auch die Möglichkeit geschaffen, dies mit Hilfe von Magnetfeldern zu erzielen, die nicht so extrem hohe Werte haben müssen wie für gewöhnlich die für Begrenzungszwecke gemäß früheren Vorschlägen erforderlichen Werte.

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Um einen Kurzschluß im beschriebenen Gaswirbel an einer Entwicklung an den Enden des begrenzenden Behälters zu verhindern, ist dieser Behälter so ausgelegt, daß die darin enthaltene gasförmige Masse in der Nähe jedes Behälterendes begrenzt wird durch eine scheibenförmige elektrisch isolierende Oberfläche eines Rotors, der sich um die lokale Mittelachse des langgestreckten Behälters drehen kann. Da sich diese Rotoren in der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl wie die innerhalb dieses Behälter_s begrenzten Gase drehen, findet an den Behälterenden keine mechanische Verzögerung dieser Gasrotation statt. Es wurde experimentell gefunden, daß sich alle Teile dieser gasförmigen Masse mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen.

Da die der gasförmigen Masse gegenüberliegenden scheibenförmigen Oberflächen elektrisch isolierend sind, kann von der die Kathode bildenden Innenwand des Behälters zum ionisierten Kern der genannten Gassäule kein elektrischer Kurzschluß stattfinden. Demnach wird durch die beschriebenen Rotorscheiben sowohl ein mechanischer als auch ein elektrischer Kurzschluß verhindert.

Eine sehr bedeutende Verbesserung der beschriebenen Begrenzungsvorrichtung wird hervorgebracht durch Auslegen der Kathodeninnenwand des Behälters in der Weise, daß sie eine Anzahl von elektrisch leitenden Teilen enthält, deren nach innen verlaufende Enden einen sich dem Wert Null nähernden Querschnitt auf-' weisen. Eine derartige Kathodenwand kann z.B. aus einer Anzahl von flachen lamellenförmigen Ringen aufgebaut sein, wobei die Innenkante jedes Rings nach Art eines Messers scharf ist. Zwischen diesen Ringen sind Abstandsstücke angeordnet, die in den meisten Fällen die Form von kurzen Zylindern haben, deren Durchmesser dem Behälterdurchmesser entspricht. Es ist auch möglich, eine Anzahl von scharf zugespitzten Nadeln auf der Kathodenwand anzuordnen.

Die scharfen Enden aller dieser Nadeln, Spitzen oder Lamellen müssen an einer imaginären Grenzfläche angeordnet werden, die

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auch Quasi-Oberflache genannt wird. Diese Oberfläche verläuft koaxial zur zylindrischen Innenwand des Behälters. Als Ergebnis einer Art von Koronaerscheinung, die in der Nähe jedes Punkts einer scharfen Spitze oder Messerkante auftreten kann, können unter gewissen Bedingungen Elektronen von diesen scharfen Enden ausgestoßen werden. Diese Koronaerscheinung kann im Bedarfsfall eine Gasentladung aufrecht erhalten, falls ein ausreichend starkes elektrisches Feld ausgeübt wird. Eine weitere sehr wichtige Funktion der beschriebenen scharfen Enden ist, daß das schnell rotierende Gas nicht mit der tatsächlichen festen Kathodenwand in Berührung kommen kann. Dies ist ein sehr glücklicher Umstand, da diese Berührung eine so hohe Reibung erzeugen würde, daß das Gas an der Wand zum Stillstand kommen würde. Als Ergebnis hiervon würden sich zwischen der Wand und dem schnell rotierenden Gas turbulente Wirbel einstellen, die mit der bei konstanter Winkelgeschwindigkeit erfolgenden Rotation der ionisierten Gassäule in Wechselwirkung kommen würden, während darüber hinaus ein unüberwindlich hoher Energiebetrag zum Aufrechterhalten des rotierenden Gaswirbels erforderlich wäre. Im Hinblick auf die viskose Reibung ist die Quasi-Wand für das schnell rotierende Gas überhaupt kaum vorhanden. In den nach innen offenen Wandzellen zwischen den aufeinanderfolgenden Lamellen findet ein sehr fortschreitend erfolgender Übergang statt von der hohen Rotationsgeschwindigkeit an der Quasi-Wand zur Rotationsgeschwindigkeit mit dem Wert Null an der festen Wand des Kathodenzylinders. Das obige macht klar, daß die schwere Gasschicht an der Quasi-Wand tatsächlich eine abstoßende Wirkung auf das zentrale rotierende Plasma oder die ionisierte Gasmischung in der Weise hat, daß diese in ihrer Bewegung nicht verzögert wird. Als Ergebnis kann in der rotierenden Gasmischung ungestört ein Druckaufbau stattfinden.

Gemäß einer Variante ist die Innenwand des Behälters mit einer Anzahl von aufeinanderfolgenden elektrisch leitenden gegenseitig verbundenen Gittern mit einer hohen bis zu wenigstens 90 % betragenden Durchlässigkeit für das Gas ausgekleidet, wobei

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die Gitter vorzugsweise aus einem hoch hitzefesten Metall, vorzugsweise Wolfram, hergestellt sind. Diese aufeinanderfolgenden Gitter erbringen eine optimale Abschwächung der Geschwindigkeit der Gasrotation innerhalb des Zwischenraums zwischen der QuasiWand und der Innenwand des Behälters. Durch richtiges Bemessen dieser Gitter und ihrer gegenseitigen aufeinanderfolgenden Abstände kann die Abschwächungskurve der Gasgeschwindigkeiten derart erzielt werden, daß soweit wie möglich eine Linearität sichergestellt ist. ·

Es ist auch möglich, eine elektrische Ilochfrequcinzgasentladung in der zentralen Säule aus leichtem Gas mit Hilfe einer Hochfrequenzspule zu erzielen, die um den Kessel herum angebracht ist. Die Behälterwand ist an dieser Stelle vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Material hergestellt. Der mit dieser Gasentladung zu erzielende Vorteil ist der, daß sowohl der Energieeingang als auch die Elektronentemperatur niedriger sind als bei anderen Formen von Gasentladungen.

Gemäß einer weiteren Maßnahme ist der Behälter so ausgelegt, daß wenigstens drei Anschlüsse für das in der Gasumhüllung enthaltene Gas die Länge des Behälters in wenigstens 2wei im wesentlichen gleich bemessene Teile teilt, und daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Auslaßanschlüssen ein Zufuhranschluß vorgesehen ist. Dies ermöglicht der Gasumhüllung in spezifischer Weise entlang der Behälterwand zirkuliert zu werden, und zwar unter Verwendung von im folgenden weiter zu erklärenden Antriebsverfahren.

Es kann in gewissen Fällen von Vorteil sein, daß die Enden des Behälters miteinander in offener Verbindung stehen. Der langgestreckte Behälter ist innen wie ein Ring in sich in der Weise geschlossen, daß diesem Behälter beispielsweise die Gestalt eines Torus¹ gegeben werden kann. Diese Konstruktion ist annehmbar, falls der Torus mit einem sehr großen Krümmungsradius seiner Mittelachse hergestellt ist, so daß der Unterschied

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zwischen einem zylindrischen Behälter und einem gekrümmten Behälter vernachlässigbar wird. Für diesen Fall wird der Vorteil erzielt, daß die oben beschriebenen Rotoren, die das Auftreten von Kurzschlußerscheinungen an den Enden des Behälters verhindern müssen, überflüssig werden.

Falls jedoch die Verwendung dieser Rotoren gewünscht wird, empfiehlt es sich, den Behälter in der Weise auszulegen, daß die gleiche Rotorart für beide Behälterenden verwendet werden kann. Da ein derartiger Rotor am besten in der Weise angebracht v/erden kann, daß ein Lager den Rotor an der Unterseite stützt, besteht eine praktische Lösung im Biegen des langgestreckten Kessels in der Weise, daß beide Enden senkrecht nach unten gerichtet sind, d.h. in Richtung der Schwerkraft oder einer anderen Beschleunigungskraft. In diesem Fall sollte der Zwischenteil des langgestreckten Behälters wenigstens einmal umgebogen sein, z.B. in Form einer Haarnadel. Es ist jedoch auch möglich, dem Behälter eine Anzahl von Windungen zu erteilen, mit anderen Worten, ihn aufzuwickeln,um die große Behälterlänge innerhalb eines begrenzten Raums unterbringen zu können.

Wie oben angegeben, kann es wünschenswert sein, das sogenannte Deckgas in einer spezifischen Weise zwischen den Zuführungsund Auslaßanschlüssen innerhalb des begrenzenden Behälters zirkulieren zu lassen. Dies kann in einfacher Weise in der Weise elektrisch bewerkstelligt werden, daß ein Zuführungsanschluß in den Behälter in der Nähe eines Teils der Kathodenwand oder des Elektrodenrings mündet, wobei dieser Teil oder dieser Ring gegenüber den anschließenden Teilen dieser Kathodenwand elektrisch isoliert sein kann oder nicht. Den aufeinanderfolgenden Elektrodenringen wird wechselweise ein geringfügig höheres bzw. ein geringfügig niedrigeres Potential gegenüber dem Potential der restlichen Kathodenwand erteilt.

Verglichen mit der sonst konstanten Winkelgeschwindigkeit der rotierenden gasförmigen Masse entlang der Kathodenwand wird nun

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eine geringfügig höhere bzw. eine geringfügig niedrigere Rotationsgeschwindigkeit am Ort der Hilfselektrodenringe hervorgebracht. Als weiteres Ergebnis bewirkt diese Differenz automatisch die Einstellung eines Zirkulationswirbels in Längsrichtung, so daß das Deckgas sich gerade entlang der Innenwand des Behälters axial von einem Elektrodenring, an. dem eine geringfügig schnellere Gasrotation herrscht, zu einem Elektrodenring, wo eine geringfügig langsamere Rotation vorhanden ist, weiter zu bewegen beginnt. Dieser Gasstrom bewegt sich dann auf einem etwas geringeren Durchmesser in der entgegengesetzten Richtung und bewirkt ein Schließen des axialen Wirbels.

Es ist zweckdienlich, die zur Verwendung im Behälter in Betracht kommenden Rotoren in der Weise auszulegen, daß ein Rotor gleichzeitig als Rotor eines Elektromotors gebaut ist. Der Rotor nimmt dann die Form einer Hülse an, die an der Seite der scheibenförmigen elektrisch isolierenden Oberfläche abgeschlossen ist. Diese Hülse schließt von oben her eine stationäre Lagersäule ein, die am freien Ende eine dämpfend angeordnete Lagerschale trägt, deren Dämpfungsmaterial vorzugsweise aus einer elastisch zusammendrückbaren festen Substanz oder aus einer Flüssigkeit besteht.

Auf diese Weise wird eine in hohem Maß kompakte Konstruktion erhalten, bei der der im wesentlichen zylindrische Teil der Hülse als der elektrische Rotorteil verwendet werden kann. Die Rotorhülse ist an der Innenseite der freien Endseite mit einem Schwenkzapfen versehen, dessen Ende auf der genannten Lagerschale ruht. Da die Schmiermitteldämpfe nicht in den Gasraum des Begrenzungsbehälters eindringen dürfen, ist die zylindrische Außenseite der Lagersäule mit einer schraubenförmigen Nut versehen, die mit der dicht anschließenden Innenseite der Rotorhülse zusammenarbeitet. Diese Hülse wirkt somit zur gleichen Zeit wie der Rotor als eine Molekularpumpe in einer derartigen Weise, daß die Pumpwirkung zum Lager hin gerichtet ist, so daß die Schmiermitteldämpfe an einem Eindringen in den Behälterraum gehindert werden.

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Für die mechanische Stabilisierung der Rotorhülse ist es wünschenswert, daß eine axiale Abwärtskraft auf deren unteres Ende wirkt, d.h. in Richtung der Schwerkraft oder einer anderen Beschleunigungskraft. Zu diesem Zweck ist ein Ring mit paramagnetischen Eigenschaften in der Rotorhülse an einer Stelle eingeschlossen, die näher dem offenen Ende der Hülse als dem Ende des Schwenkzapfens gelegen ist, während der Rest des Rotors hauptsächlich diamagnetische Eigenschaften besitzt. Die starken Magnetfelder, die sich über die Länge des Behälters erstrecken, sind in der Nähe der Enden noch wirksam, wo die Elektromotoren angeordnet sind. Durch Auswählen von Stoffen in der Weise, daß der genannte Ring nur paramagnetische Eigenschaften besitzt, wird das Ergebnis erzielt, daß die auf diesen Ring wirkenden Kräfte nicht zu groß werden, um für das Lager unannehmbar zu werden.

Die richtige Polarität dieser paramagnetischen Ringe kann das Ergebnis erbringen, daß eine abwärtsgerichtete Kraft bleibend auf das Lager ausgeübt wird.

Der sich von der Kathodenwand zur Mitte des Behälters bewegende Elektronenstrom muß an dieser Stelle weggeschafft werden zur Verhinderung des Aufbaus einer Raumaufladung. Dieses Entfernen findet in einer solchen Weise statt, daß eine Elektrode durch wenigstens eine der in der Nähe der Mitte der scheibenförmigen Endseite des Rotors vorgesehenen Öffnungen angeordnet wird, wobei ein Ende dieser Elektrode einen Elektronenstrom von der Mitte der ionisierten Gassäule entfernt, während das andere innerhalb der Rotorhülse gelegene Ende ein Abströmen dieses Stroms durch eine oder mehrere scharfe Spitzen oder Gleitkontakte am Ende der Lagersäule bewirkt. Die letztere ist an der Unterseite in einem isolierenden Material untergebracht, das eine Abstützung an der Außenseite in der Behälterwand der Vorrichtung findet.

Es sind ferner Rohrleitungen an wenigstens einem Ende des Behälters vorgesehen zum Liefern der Bestandteile, aus denen die ionisierte Gassäule gebildet ist, während eine oder mehrere

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Rohrleitungen an wenigstens dem anderen Behälterende zum Auslassen des gasförmigen Produkts angeordnet sind, das sich in der ionisierten Gassäule gebildet hat. Diese Bestandteile können beispielsweise durch Deuterium oder Tritium gebildet werden zum Zweck des Aufrechterhaltens einer thermonuklearen Reaktion innerhalb des Behälters.Das sich ergebende Produkt könnte in Form von Helium an der anderen Seite des Behälters ausgelassen werden.

Auf diese Weise kann eine gesteuerte thermonukleare Reaktion mit Hilfe der oben beschriebenen Anlage erzielt werden/ wobei die aus z.B. Xenonisotopen in gemischter Form gebildete gasförmige Umhüllung in einem Wärmetauscher gekühlt wird, der die Wärme an einen Energieerzeuger überträgt, und zum Einlaßanschluß für die gasförmige Umhüllung zurückgefördert wird. Das gebildete Helium kann nach dem Sammeln in sogenannten Aufnehmern in ähnlicher Weise zu einem Kühler zum Abgeben der Wärme an einen Energieerzeuger abgelassen werden. Dieses Helium wird dann zur weiteren Verarbeitung einer sammelnden Anlage zugeführt.

Die oben beschriebene Vorrichtung ist jedoch nicht nur zweckdienlich zum Hervorbringen von thermonuklearen Reaktionen, sondern auch zum Trennen von Gasen unterschiedlicher spezifischer Masse voneinander. Zu diesem Zweck wird von sehr hohen Gasrotationsgeschwindigkeiten Gebrauch gemacht, die von der beschriebenen Vorrichtung erhalten werden können. Der angegebene Aufbau gestattet nun die Konstruktion von Trennsäulen großer Länge. Auf diese Weise wird die Trennleistung für die Trennung von gasförmigen Isotopen bedeutend erhöht. Diese erhöhte Trennleistung wird besonders dann erzielt, wenn eine innere Zirkulation der Umhüllungsgase im Gegenstrom zu sich selbst in der oben beschriebenen Weise hervorgebracht wird. Unter Ausnutzung der Trennmöglichkeiten der beschriebenen Vorrichtung ist diese so konstruiert, daß die Zufuhranschlüsse zu einem gemeinsamen Hauptanschluß in der Weise zurückführen, daß - von den Ausflußanschlüssen fortschreitend numeriert von einem Ende des Behälters die ungeraden Anschlüsse sich zur Bildung einer gemeinsamen Ablaßleitung für einen Bestandteil der gasförmigen Umhüllung

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treffen, während die geraden Anschlüsse in gleicher Weise sich zur Bildung einer gemeinsamen Ablaßleitung für den anderen Bestandteil der gasförmigen Umhüllung treffen.

Die beschriebene Anlage ist insbesondere in hohem Maße zweckdienlich für die Anreicherung von Uran. Die gasförmige Umhüllung besteht dann aus einer Mischung von UF,-Isotopen in einer solchen Weise, daß diese in der Umhüllung des Behälters in deren einzelne Isotopen getrennt wird, während die ionisierte Säule aus leichtem Gas im Kern des Behälters z.B. aus Argon oder Neon besteht, das an einem Ende des Behälters geliefert wird, wobei es hiervon am anderen Ende des Behälters durch Aufnehmer abgezogen wird. Dieses abgelassene Argon- oder Neongas, das auch als Abgas bezeichnet wird, kann nach dem Kühlen, Reinigen und möglicherweise Ergänzen zurück zum Kern des Behälters gefördert werden. Die Funktion dieses Abgases ist in erster Linie die darin induzierte schnelle Rotation mit Hilfe elektrischer und magnetischer Kräfte als Ergebnis -von gaskinetischen Zusammenstößen auf die gasförmige Umhüllung zu übertragen. Es ist in zweiter Linie die Funktion dieses Abgases, Ionen zu liefern.

Um den Kern der ionisierten Gassäule herum, die dank der sehr schnellen Gasrotation in -ihrer Mitte ein hohes Vakuum bildet, befindet sich eine Niederdruckzone, in der eine sogenannte leuchtende Entladung stattfindet. Diese leuchtende Entladung erstreckt sich jedoch nicht bis zur Wand des Behälters, da wegen der schnellen Rotation des Gases ein exponentieller radialer Druckaufbau gebildet wird. Unter dessen Einfluß wird, ausgehend von der Mitte des Behälters zur Innenwand hin, der Druck des Gases progressiv höher. Wenn ein bestimmter Druck erreicht wurde, wird die leuchtende Entladung ausgelöscht, da dann der Gasdruck hierfür zu hoch geworden ist.

Bei Verwendung der oben beschriebenen Hochfrequenzwicklungen, entwickelt sich eine andere Form der Gasentladung, die nicht

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mit der oben genannten kontinuierlichen leuchtenden Entladung verwechselt werden darf. Diese Hochfrequenzwxcklungen haben die Wirkung, daß unter Umständen in der Mitte des Behälters ein derart hoch ionisierter Zustand herrscht, daß die elektrische Leitfähigkeit an dieser Stelle mit der Supraleitfähigkeit vergleichbar ist. Es ist demnach bei Verwendung der Hochfrequenzwicklungen nicht nötig, eine materiell konstruierte Anode in der Mitte des Behälters anzubringen. Es kann jedoch in einigen Fällen von Vorteil sein, sowohl eine Materialanode als auch Hochfrequenzwicklungen zu verwenden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung ist längs der Mittelachse des Behälters eine Anode angeordnet, die die Form einer einseitig getragenen rohrförmigen Anode hat, die von der oberen Abdeckung des Behälters herabhängt. Unter gewissen Bedingungen, d.h. falls es nicht erwünscht ist, dieses Rohr zum-Liefern eines für den Trennvorgang erforderlichen Gases zu verwenden, kann der Anode auch die Form einer festen Anode gegeben werden.

Wie oben beschrieben, müssen die der Seite des Gases gegenüberstehenden Scheibenoberflächen des Rotors mit einer isolierenden Schicht bedeckt sein. Zu diesem Zweck kann z.B. Quarz verwendet werden, wenn auch in gleicher Weise andere Materialien unter den Schutzbereich der Erfindung fallen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird von einem Überschuß an Argon oder Neon Gebrauch gemacht. Dies hat den Vorteil, daß eine wirkungsvollere Form des Gasgegenstromwirbels erhalten wird, in den das UF_fi durch, das Argon oder Neon mitgerissen wird. Auf diese Weise wird ein Massendiffusionsvorgang in einem Gegenstromwirbel erhalten, jedoch in Verbindung mit einer Zentrifugalbeschleunigung. Es wird in vielen Fällen von Vorteil sein, eine Menge von Helium dem Argon oder dem Neon zuzufügen, insbesondere beim Trennen von Isotopen von derartigen molekularen Gasen wie UFg, das bei den in den Gastrennkammern herrschenden erhöhten

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Temperaturen eine Neigung zum Kracken (Dissoziieren) aufweist. Dieses beigemischte Helium senkt wegen seiner hoher Wärmeleitfähigkeit die Temperatur des UFg oder eines anderen Gases, das dem Kracken in einem solchen Ausmaß unterliegt, daß diese
Krackerscheinung überhaupt nicht auftritt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt einer Vorrichtung nach der Erfindung, die zum Trennen einer gasförmigen Mischung
mit leichten und schweren Bestandteilen verwendet werden kann;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt einer Variante von Fig.l, in der die Verwendung von Elektrodenringen gezeigt ist;

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt einer Variante, bei der die Hochfrequenzstrahlung von einem Endrotor in das Innere des Behälters abgestrahlt wird;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Zufuhrströme sowie
des Auslasses von Erzeugnis und Abfall;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines langgestreckten Behälters der beschriebenen Vorrichtung, der an beiden
Enden mit durch Motoren angetriebenen Scheiben versehen ist;

Fig. 6 eine Teilansicht und einen teilweisen senkrechten Längsschnitt einer Vorrichtung nach der Erfindung, die sich
zum Ausführen thermonuklearer Reaktionen eignet.

In Fig. 1 ist ein Gasentladungsbehälter mit 15 bezeichnet. Innerhalb dieses Behälters befindet sich ein trennender Raum 14.

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Die gesamte Innenseite einer zylindrischen Außenwand 5 trägt eine große Anzahl kleiner Nadeln oder scharfer Lamellen 4. Ein Scheibenrotor 16 ist an der Oberseite des Behälters 15 und ein Scheibenrotor 10 am Boden angeordnet. Diese Rotoren werden von Elektromotoren 17 und 18 angetrieben. Eine Kühlwicklung 6 ist an der Außenseite der zylindrischen Wand 5 angeordnet. Die Zuführungs- und Auslaßrohrleitungen dieser Wicklung sind nicht dargestellt. Die Kühlwicklung 6 besteht aus einer hohlen Rohrleitung/ die in thermisch leitende Berührung mit der Außenwand gebracht ist. Ein Kühlmedium fließt durch diese Rohrleitung. Auf diese Weise kann die elektrisch im Behälter erzeugte Wärme abgeleitet v/erden. Eine Magnetspule 7 ist außerhalb der Kühlwicklung zum Aufrechterhalten eines axialen Magnetfelds angeordnet. Eine zentral im Behälter 15 vorgesehene hoh^e Anode 3 ist von außen durch eine elektrisch isolierende Büchse in den Behälter eingeführt und wird am oberen Ende in einer oberen Abdeckung 20 mittels eines elektrischen Isolators 19 getragen. Das Bezugszeichen 28 bezeichnet eine Auslaßrohrleitung für die in der ionisierten Gassäule in der Mitte des Behälters enthaltenen Gase. Das äußere Gehäuse des Behälters enthält ferner eine Anzahl von Zuführungs- und Auslaßan^chlüssen, von denen die Rohrleitung 24 an ein Instrument zum Ausführen von erforderlichen Gasanalysen angeschlossen sein kann. Dieses Instrument kann z.B. ein Massenspektrometer sein. Der Anschluß 25 kann zum Zuführen des zu behandelnden Gases zur gasförmigen Umhüllung verwendet werden. Das Bezugszeichen 30 bezeichnet ein Manometer, während die Rohrleitungen 31 und 32 zum Ablassen der getrennten Bestandteile der gasförmigen Umhüllung dienen sollen.

Beide Rotoren sind mit einer isolierenden Schicht 11 an der Seite des Behälterraums 14 bedeckt. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet das Lager der oberen Scheibe, während das Bezugszeichen 13 ein Bodenlager in der Form eines Schwenklagers zeigt, wohingegen ein Axiallager 33 zum Aufrechterhalten des Rotors 10 in senkrechter Lage dient. Beide Motoren sind an der Außenseite des Stators mit Kühlwicklungen 34 und 35 versehen. Eine Hochfrequenzspule 8, mit der das Gas im Kern des Behälters ionisiert werden kann, ist

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tun ein isolierendes Teil 9 herum angeordnet, das in die Wand des Behälters geschweißt ist. Das Bezugszeichen 12 Seichnet Dichtungen in Form einer Viskositätsdichtung, die außer ihrer Funktion als Dichtung, auch ein Abführen von Wärme von der Scheibe gestattet. Eine derartige Dichtung kann auch als "Holweck"-Dichtung bezeichnet v/erden, die in gleicher Weise zum Abdichten wie auch zum Kühlen verwendet werden kann.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist die folgende: Die zu trennende Gasmischung wird bei 25 zugeführt, so daß sie die gasförmige Umhüllung des Behälters 14 erreicht. Der Kern der Gase wird hier einer sehr schnellen Rotation um

ExB die Anode unterworfen, die maximal ^ beträgt, mit der

B^Z Möglichkeit der Verwirklichung von Geschwindigkeiten von lOOO m/sec und mehr. B ist hier die Stärke des axialen Magnetfelds und E die Stärke des radialen elektrischen Felds. Gleichzeitig werden die gasförmigen Medien einer Gegenstromwirbelbewegung unterworfen, die durch das Bezugszeichen 26 in Fig. bezeichnet ist. Diese Bewegung wird dadurch erzeugt, daß man den Scheibenmotor 10 etwas schneller als den Scheibenmotor 16 rotieren läßt. Auf diese Weise werden zwei Ströme im Wirbel erzeugt, von denen der äußere Strom ansteigt und der innere Strom abwärtsgerichtet ist. Die leichten und die schweren gasförmigen Bestandteile werden während dieses Gegenstromvorgangs voneinander getrennt. Die schwereren gasförmigen Bestandteile werden durch die Rohrleitung 31 abgelassen, während die vorwiegend leichteren Bestandteile die Ablaßrohrleitung 32 erreichen. In Fig. 1 bezeichnen 36 und 37 die Anschlüsse, mit denen die Potentialdifferenz zwischen der Anode 3 und der Außenwand des Behälters erzeugt wird.

Fig. 2 gibt schematisch an, daß der Begrenzungsbehälter 41 nach Bedarf in irgendeiner Richtung sogar über die Ablaßrohrleitungen 31 und 32 hinaus verlängert werden kann. Die auf diese Weise gebildeten Behälterabteile 32 und 33 in den Verlängerungen des Behälters gleichen dem Teil 44 des Behälters mit dem allei-

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nigen Unterschied, daß das Zeichen für die Richtung der Wirbelzirkulation von Abschnitt zu Abschnitt umgekehrt ist. Auf diese Weise haben die Wirbel 45 und 46 eine der Richtung des Wirbels 26 entgegengesetzte Richtung. Dies wird durch die Tatsache bewirkt; daß die Innenwand des Behälters durch zwei sogenannte Elektrodenringe 47 und 48 unterbrochen wird, die elektrisch isolierend gegenüber der übrigen Behälterwand angeordnet sind. Diese Elektrodenringe, die ihr Potential von den /Anschlüssen 39 und 38 aufnehmen, haben eine Potentialdifferenz, die bei 48 etwas geringer und bei 47 etwas höher ist als das normale Potential, das durch die Anschlüsse 37 an die Behälterwand angelegt ist. Als Ergebnis bewegt sich ein etwas größerer elektrischer Strom vom Elektrodenring 47 zum zentralen ionisierten Kern des Behälters und bewirkt ebenfalls eine Beschleunigung der Rotation der Gase an dieser Stelle. Andererseits ist diese Rotation am Elektrodenring 48 etwas verzögert. In einer zu der auf der Basis von Fig. 1 erklärten analogen Weise wird ein Wirbel 26 im Behälterabteil 44 erzeugt, jedoch auch entgegengesetzt gerichtete Wirbel 45 und 46 in den benachbarten Behälterabteilen 42 und 43. Ein derartiger begrenzender Behälter kann über jede erforderliche Strecke nach beiden Seiten hin verlängert werden. Dies bedeutet, daß nur sehr wenige Rotoren für die aerodynamische und elektrische Begrenzung an den Behälterenden erfordei— lieh sind. Demnach kann den begrenzenden Behältern begreiflicherweise eine Länge von einigen zehn bis hundert Metern gegeben werden.

An der Seite des Elektrodenrings, wie für den Elektrodenring gezeigt, sind enge Kanäle 49 und 50 offen gelassen, durch die Gas aus der Umhüllungszone des begrenzenden Behälters abgezogen werden kann. Obwohl dies in der schematischen Ansicht von Fig. nicht angegeben ist, sind natürlich wieder die mit scharfen Enden versehenen Lamellen oder derartigen Nadeln über der gesamten Länge der Innenwand des Behälters und ebenfalls über der Innenseite der Elektrodenringe vorgesehen.

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Diese Lamellen oder Nadeln 51 sind in der ebenfalls schemaLischen Fig. 3 gezeigt. Dies gilt auch für die Isolierung 52 der Elektrodenringhalter gegenüber der Behälterwand. Fig. 3 gibt ferner an, daß außer einer Kühlwicklung 6 gleichfalls eine magnetische Wicklung 7 vorgesehen sein sollte (diese beiden Wicklungen sind in Fig. 2 der Einfachheit wegen weggelassen). Fig. 3 gibt ferner einen schematisch dargestellten Endrotor 16 an, der in seiner Mitte einen Kanal 54 für eine Hochfrequenzstrahlung hat, die bei 55 längs der zentralen Achse der ionisierten Gassäule im Kern gerichtet ist.

Fig. 4 zeigt schematisch, wie zu behandelndes ümhüllungsgas an zwei oder mehr Stellen 25, 26 zum Behälter 5 geliefert v/erden kann. Eine Entnahme kann nicht nur an den Stellen 31 und 32, sondern gleichfalls bei 57 stattfinden.

Fig. 5 zeigt, auf welche Weise ein stark langgestreckter Behälter 58, hier als Linie dargestellt, so gewickelt werden kann, daß die Enden 59 und 60 mit senkrecht gerichteten Achsen angeordnet werden können. In diesem Fall können die Rotoren gleiche Konstruktion haben, wie mit weiteren Einzelheiten in Fig. 6 gezeigt.

Fig. 6 zeigt eine teilweise Ansicht und einen teilweisen senkrechten Längsschnitt eines Begrenzungsbehälters 56, der zum Ausführen thermonuklearer Reaktionen ausgelegt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der langgestreckte Begrenzungsbehälter nicht gemäß Fig. 5 gewickelt, sondern lediglich nach Art einer Haarnadel umgebogen, wobei Rotoren 10 an beiden Enden angeordnet sind und an der Oberseite mit einer Kappe 57 aus Isoliermaterial versehen sind. Durch diese Kappe ragt eine Elektrode 58, die den Elektrodenstrom von der Kernzone des begrenzenden Behälters entladen kann, um diesen Strom mittels der Spitzen 59 zur oberen Seite der Lagersäule 60 zu übertragen, die an der unteren Seite an den elektrischen Leiter 36 angeschlossen ist. Zwischen 36 und 37 herrscht wiederum die oben genannte Potentialdifferenz.

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Es wurden in Fig. 6 für zahlreiche Bestandteile die gleichen Bezugszeichen wie in den vorangehenden Figuren verwendet, so daß sie nur wenig v/eitere Erklärung benötigen. Die Zone der gasförmigen Umhüllung in Fig. 6 ist mit 61 bezeichnet. Die hierin enthaltene Zone 14 wird durch die ionisierte Gassäule gebildet. Zur Ionisierung dieser Säule wird wiederum Gebrauch von den Wicklungen B gemacht, die eine Hochfrequenzenergie durch den Wandteil 9 in den Behälter abstrahlen. Deuterium kann der zentralen Gassäule 14 durch die Zufuhrrohrleitung 62 und Tritium durch die Rohrleitung 63 zugeführt werden. Das gebildete Helium kann am aaideren Ende des begrenzenden Behälters durch die Aufnehmer 64 und 65 abgelassen v/erden. Dieses Helium muß zuerst durch einen nicht gezeigten Kühler fließen, wo nützliche Hitze für die Erzeugung von Energie für einen getrennten Kreisprozeß abgegeben werden kann. Das Bezugszeichen 66 bezeichnet eine Zuführungsrohrleitung für Kühlmittel, die aufeinanderfolgend durch die Innenseite von Kühlringen 68, 69, 70 und 71 fließt, worauf es bei 67 abgelassen wird. Eine Kühlwicklung 35 ist auch um das elektrisch isolierende Motorgehäuse 72 herum angeordnet mit einer Zufuhr 73 und einem Auslaß 97 für das Kühlmittel. Innerhalb dieses Motorgehäuses ist ein Elektromotor 9 8 untergebracht, der das Gehäuse 74 des Rotors des Elektromotors antreibt. Innerhalb dieses Gehäuses ist ein Ring 75 aus paramagnetischem Material angeordnet. Die magnetischen Pole dieses Rings sind so ausgefluchtet, daß das durch die Spulen 7 induzierte Magnetfeld eine nicht zu große abwärtsgerichtete Kraft auf den linken Motor sowie auf den rechten Motor ausübt, um die senkrechte Lage der Motorhülse 74 zu stabilisieren. Diese paßt mit einem geringen Spiel um die Lagersäule 79, die. außen mit einer schraubenförmigen Nut 78 versehen ist und die Erzeugung der sogenannten Molekulardichtung bewirkt. Dies ergibt die Bildung der sogenannten "Holweck-Pumpe zwischen der Innenwand der Hülse 74 und der Außenwand der Lagersäule 79, die bewirkt, daß irgendwelche Moleküle des im die Schwenkkugel tragenden Lager verwendeten Schmiermittels nach oben zurückgetrieben werden, so daß sie daran gehindert werden, in den.Begrenzungsraum des Behälters zu gelangen. Ähnliche "Holweck"-Dichtungen sind bei 8O und 81 vorgesehen.

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Die Schwenkkugel 77 des Lagers ruht in einer Lagerschale, die von einer Lagerfassung 82 getragen wird. Diese Lagerfassung ruht auf einer federnden Stange 83, die eine seitliche Auslenkung des Lagers zulassen kann. Der Zwischenraum um das Lager herum ist mit einem dämpfenden Material 84 gefüllt, das eine Flüssigkeit, aber auch eine federnde feste Substanz sein kann.

Die gasförmige Umhüllung, bestehend aus -einer Mischung von Argon oder Neon, Helium, Tritium, Deuterium mit einem schweren Gas wie Xenon oder einem schweren Molekül wie UF_fi, wird aus dem Begrenzungsbehälter durch die Rohrleitungen 32 und 31 abgelassen und einem Wärmetauscher 85 zugeführt. In diesem Wärmetauscher strömt sie um die Rohrleitungen 86 herum, die innen von einem Kühlmittel durchquert werden, das bei 87 in den Wärmetauscher eingeführt und bei 88 aus diesem entfernt wird. Dieses erhitzte Kühlmittel kann zum Erzeugen von Energie in einem nicht gezeigten Kreislauf verwendet werden, der mittels Anschlüssen 87 und den Wärmetauscher enthält. Die durch die Rohrleitungen 31 und 32 zugeführten Gasströme werden in dera Raum um die genannten Rohrleitungen 86 herum kombiniert, v/orauf sie den Wärmetauscher in Form einer Mischung durch die Rohrleitung 89 verlassen. Diese Gasmischung wird nach dem Durchströmen einer Gaspumpe, eines Gebläses oder Kompressors 90 schließlich wiederum durch die Rohrleitung 25 dem Begrenzungsbehälter zugeführt. Sie wird von der Zufuhrmündung 91 wiederum nach links und rechts über die Umhüllungszonen 61 verteilt, worauf sie wiederum durch die öffnungen 49 und 50 für das Ablassen zu den Rohrleitungen 31 und 32 strömt, so daß der Kreislauf des Umhüllungsgases auf diese Weise geschlossen wird.

Die scharf begrenzten,die Innenwand des begrenzenden Behälters bedeckenden Lamellen sind in Fig. 6 in einem viel größeren Abstand voneinander gezeigt als in der tatsächlichen Praxis erforderlich. Das Bezugszeichen 93 bezeichnet den Verlauf der sogenannten Quasi-Wand, die der schnell umlaufenden Gassäule ein Drehen mit geringer Reibung gestattet. Innerhalb der Zellen

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- gebildet zwischen einem Teil der Quasi-Wand 93, der Innenwand eines Kühlrings 95 und den Flanken 96 der Lamellen - wird die Gasgeschwindigkeit der gasförmigen Umhüllung fortschreitend bis zur Geschwindigkeit Null in der Nahe der Wand 95 verringert.

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Claims

Patentansprüche

iJ Vorrichtung für die stabile Begrenzung einer Gasmischung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der gasförmigen Mischung als ionisierte Gassäule innerhalb einer gasförmigen Umhüllung enthalten ist, die durch einen vorzugsweise langgestreckten gekühlten Behälter mit wenigstens einer Zufuhrrohrleitung für die die gasförmige Umhüllung ausfüllende gasförmige Mischung und mit Rohrleitungen für den Auslaß von Bestandteilen dieser Mischung von Gasen sowie mit mit der ionisierten Gassäule in Verbindung stehenden Zufuhr- und Auslaßrohrleitungen versehen ist, daß eine Einrichtung vorgesehen ist zum Induzieren eines sich über die gesamte Länge des Behälters -erstreckenden axialen Magnetfelds in der Weise, daß die hierin enthaltenen Gase diesem Feld unterworfen werden, daß gleichzeitig innerhalb des Behälters ein elektrischer Strom erzeugt wird durch Aufrechterhalten einer radialen elektrischen Potentialdifferenz zwischen dem Kern der vorzugsweise durch Hochfrequenzinduktion ionisierten Gassäule und der koaxialen Innenwand des als Kathode dienenden Behälters,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Behälter enthaltene gasförmige Masse in der Nähe jedes Endes des Behälters durch eine scheibenförmige elektrisch isolierende Oberfläche eines Rotors begrenzt wird, der um die lokale Mittelachse des langgestreckten Behälters rotieren kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodeninnenwand des Behälters eine Anzahl von elektrisch leitenden Teilen aufweist, deren nach innen verlaufende Enden einen Null erreichenden Querschnitt aufweisen bzw. geschärft sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenwand aus einer Anzahl von flachen Ringen (Lamellen)

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aufgebaut ist, wobei die Innenkante jedes Rings nach Messerart geschärft ist und zwischen diesen Ringen vorzugsweise zylindrische Abstandsstücke angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Behälters mit einer Anzahl von aufeinanderfolgenden elektrisch leitenden gegenseitig verbundenen Gittern mit einer hohen bis zu wenigstens 90 % betragenden Durchlässigkeit für Gas ausgekleidet ist, wobei die Gitter vorzugsweise aus Wolfram oder einem anderen hochhitzefesten Material hergestellt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hochfrequenzspule (Radiofrequenzspule) um den Behälter an wenigstens einer Stelle desselben herum angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwand an dieser Stelle aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Anschlüsse für das in der Gasumhüllung enthaltene Gas die Länge des Behälters in wenigstens zwei im wesentlichen gleich bemessene Teile teilt, und daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Auslaßanschlüssen ein.Zufuhranschluß vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Behälters miteinander in offener Verbindung stehen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Behälter so gebogen ist, daß die beiden Enden senkrecht nacli unten gerichtet sind, d.h. in Richtung der Schwerkraft oder einer anderen Beschleunigungskraft, wobei die beiden Rotoren identisch gebaut sind.

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8, 9 und IO, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zufuhranschluß in den Behälter in der Nähe eines Teils der Wandkathode (dieser Teil wird auch als Elektrodenring bezeichnet) mündet, der gegenüber den anschließenden Teilen dieser Wandkathode elektrisch- isoliert ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Elektrodenringe wechselweise ein geringfügig höheres bzw. ein geringfügig niedrigeres Potential gegenüber dem Potential der übrigen Kathodenwand besitzen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Kessel zwischen den Enden eine Anzahl von Windungen auf v/eist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Kessel im wesentlichen nach Art einer Haarnadel umgebogen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß ein Rotor gleichzeitig wie der Rotor eines Elektromotors gebaut ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als Hülse ausgelegt ist, die an der Seite der scheibenförmigen elektrisch isolierenden Oberfläche angeschlossen ist, und von oben her eine stationäre Lagersäule einschließt, die an ihrem freien Ende eine dämpfend eingebaute Lagerschale trägt, deren dämpfendes Material vorzugsweise aus einer elastisch zusammendrückbaren festen Substanz bzw. aus einer Flüssigkeit besteht.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorhülse an der Innenseite der freien Endstirnseite einen Schwenkzapfen trägt, dessen Ende in der Lagerschale ruht.

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18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Außenfläche der Lagersäule mit einer schraubenförmigen Nut versehen ist, die mit der eng anschließenden Innenseite des Rotorgehäuses zusammenarbeitet.
19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring mit paramagnetischen Eigenschaften im Motorgehäuse an einer Stelle enthalten ist., die näher zum offenen Ende der Hülse als zum Ende des Schwenkzapfens hin gelegen ist, während der übrige Rotor hauptsächlich diamagnetische Eigenschaften besitzt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode durch wenigstens einige der in der Nähe der Mitte der scheibenförmigen Endseite eines Rotors vorgesehenen Öffnungen geführt ist, wobei ein Ende dieser Elektrode einen Elektronenstrom aus dem Kern der ionisierten Gassäule entfernt, während das andere innerhalb der Rotorhülse gelegene Ende ein Abströmen des elektrischen Stroms über eine oder mehrere scharfe Spitzen oder Gleitkontakte auf das Ende der Lagersäule bewirkt.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Rohrleitungen an wenigstens einem Ende des Behälters angebracht sind zum Liefern der Bestandteile, aus denen die ionisierte Gassäule gebildet wird, während eine oder mehrere Rohrleitungen wenigstens am anderen Behälterende angebracht sind zum Entladen des gasförmigen Erzeugnisses, das sich in der ionisierten Gassäule gebildet hat.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die gelieferten Bestandteile aus Deuterium und Tritium gebildet werden.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhranschlüsse zu einem gemeinsamen Hauptanschluß in der Weise zurück-

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führen, daß - von den Ausgangsanschlüssen an fortlaufend von einem Ende des Behälters aus numeriert - die ungeraden Anschlüsse sich zur Bildung einer gemeinsamen Ablaßleitung für ein Bestandteil der gasförmigen Umhüllung treffen, während sich die geraden Anschlüsse in gleicher Weise zur Bildung einer gemeinsamen Ablaßleitung für den anderen Bestandteil der gasförmigen Umhüllung treffen.
24. Verfahren zum Hervorbringen einer gesteuerten thermonuklearen Reaktion unter Verwendung der Vorrichtungen nach Anspruch und den folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß

' das aus einer Mischung von leichtem und schwerem Gas zusammengesetzte Gas der Umhüllung innerhalb des Behälters in Bestandteile getrennt wird, in einem Wärmetauscher gekühlt wird, der die Wärme auf einen Energieerzeuger überträgt, und zurückgefördert wird zum Einlaßanschluß für die gasförmige Umhüllung, wobei eine thermonukleare Reaktion in der ionisierten Gassäule im Kern des Eehälters stattfindet, die sich aus der Bildung von Helium ergibt, das über Aufnehmer im Behälterende gegenüber den Einlassen für Deuterium und Tritium abgelassen wird, worauf es über einen Kühler zu einer Sammelanlage gefördert wird.
25. Verfahren zum Trennen von gasförmigen Isotopen aus einer Mischung unter Verwendung der in Anspruch 23 beschriebenen Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Umhüllung aus einer Mischung von UF^-Isotopen zusammengesetzt ist,· die innerhalb des Behälters in die einzelnen Isotope getrennt wird, wobei die ionisierte Gassäule im Kern des Behälters aus einem leichten Gas, etwa z.B. Argon oder Neon, besteht, das an einem Ende des Behälters zugeführt und über Aufnehmer am anderen Ende des Behälters abgezogen wird, worauf^fiach einer Kühlung, Reinigung und möglicherweise Ergänzung, zurück zum Kern des Behälters gefördert wird.
26. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Mittelachse des Behälters eine Anode angeordnet

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ist, die die Form einer einseitig getragenen rohrförmigen Anode hat, die von der oberen Abdeckung herabhängt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibe an der Gasseite mit einer Schicht aus Quarz oder Hartglas bedeckt ist.
28. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Überschuß an leichtem Gas, z.B. Argon oder Neon, Gebrauch gemacht wird.
29. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß dem Argon oder Neon eine Menge von Helium beigemischt wird."

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