DE2409327A1 - Magnetisch isolierter kondensator und verfahren zur elektrostatischen energiespeicherung und deren anwendung - Google Patents

Magnetisch isolierter kondensator und verfahren zur elektrostatischen energiespeicherung und deren anwendung

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DE2409327A1 DE2409327A DE2409327A DE2409327A1 DE 2409327 A1 DE2409327 A1 DE 2409327A1 DE 2409327 A DE2409327 A DE 2409327A DE 2409327 A DE2409327 A DE 2409327A DE 2409327 A1 DE2409327 A1 DE 2409327A1
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Description

Dr. Friedwardt Winterberg Nevada (USA)
Magnetisch isolierter Kondensator und Verfahren zur elektrostatischen Energiespeicherung und deren Anwendungen.
Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetisch isolierten elektrischen Kondensator und ein Verfahren zur Erzeugung hoher elektrischer Spannungen und zur elektrostatischen Energiespeicherung sowie auf deren Anwendungen.
Eine wachsende Zahl technischer Anwendungen verlangt gepulste Energiequellen mit einer sowohl hohen Energie als auch Leistung und, für bestimmte Anwendungen, mit der zusätzlichen Eigenschaft, dass die abgegebene Energie in ein kleines Volumen konzentriert werden kann. Eine der wichtigsten Anwendungen solcher gepulsten Energiequellen liegt auf dem Gebiet der kontrollierten thermonuklearen Fusion.
Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik gibt es prinzipiell zwei Verfahren, durch die ein grosser Energiebetrag und eine grosse Leistung auf ein kleines Volumen konzentriert werden können. In dem Ersten dieser Verfahren wird ein fokussierter Lichtstrahl eines gepulsten Lasers verwendet. Das zweite Verfahren verwendet zum selben Zweck einen intensiven relativistischen Elektronenstrahl, der zum Beispiel mittels eines Marx-Hochspannungsgenerators erzeugt werden kann (vergleiche z.B. F. Winterberg, Physical Review 174, 212 (1968).
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Das erste Verfahren, das einen gepulsten Laser verwendet, ermöglicht sehr grosse Leistungen, ist aber wegen der hohen Laserkosten in der totalen Energiefreisetzung begrenzt. Im Gegensatz dazu .lie- -fert das zweite Verfahren, das einen gepulsten, intensiven, rela* tivistischen Elektronenstrahl verwendet, sehr viel grössere Energien per Puls, wodurch die Kosten in Joule/Dollar für elektrostatische Energiespeicherung sehr viel geringer sind. Die grössten gegenwärtig verfügbaren Energiespeicher zur Erzeugung relativistischer Elektronenstrahlen sind rund tausendmal grosser als die grössten existierenden Laser-Systeme. Aber selbst für Elektronenstrahl-Puls-Generatoren werden die Kosten sehr erheblich, wenn die Energien, wie sie wahrscheinlich für die thermonukleare Energiefreisetzung benötigt werden, oberhalb mehrerer Megajoule liegen. Die grossen Kosten ergeben sich als Folge der relativ geringen Speicherkapazität konventioneller Kondensatoren, die von der Grössenordnung & 0.1 Joule/cnr sind.
Diese Einschränkungen bewirkten daher die Suche nach einer Anordnung, durch welche wesentlich grössere Energiebeträge gespeichert und in Form eines intensiven Energiepulses bei gleichen Kosten freigesetzt werden können. Im Hinblick auf die wichtigen möglichen Anwendungen, wie die kontrollierte Freisetzung von thermonuklearer Energie, erscheint die Erreichung dieses Zieles sehr wichtig zu sein..
Zur Lösung des Proplems, auf welcher die Erfindung basiert, wird ein Effekt verwendet, der unter dem Namen "magnetische Isolierung" bekannt ist, und bei dem durch Anwendung von sehr starken Maghetfel dem im ultrahohen Vakuum sehr hohe elektrische Spannungen aufrecht erhalten werden können (F. Winterberg, Physical Review 174, 212 (1968)} !Ehe Review of Scientific Instruments 41, 1756 (1970); 43, 814 (1972) ; R. Miller, N. Rostocker and I. Nebenzahl, Bulletin of the American Physical Society 17, 1007(1972). Es wurde gezeigt, dass durch die Anwendung eines starken Magnetfeldes parallel zur Oberfläche eines Körpers, der sich auf einem grossen negativen
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Spannungspotential befindet, der elektrische Durchsehlag verhindert oder wesentlich reduziert werden kann, falls H > E, wobei H und E die magnetische und elektrische Feldstärke sind,.beide in elektrostatischen c. g. s. Einheiten gemessen. Wenn z.B. H = 10 Gauss, kann der elektrische Durchschlag für elektrische Felder bis zu < ICr esu = 3 χ ΙΟ' Volt/cm verhindert werden. Bei diesen grossen elektrischen Feldern treten sehr hohe elektrische Energiedichten auf, die für normale Kondensatoren unerreichbar sind. Es sollte daher möglich sein, ein© gegebene Menge elektrostatischer Energie in einem sehr viel kleineren Volumen zu speichern. Um jedoch die Bedingung H^E überall in einem Vakuum zu erfüllen, darf der negativ aufgeladene Leiter nirgendwo in Kontakt mit einer materiellen Haltevorrichtung sein. Diese Bedingung kann z.B. durch eine magnetische Levitation des negativ aufzuladenden Leiters er- ' füllt werden. In einer älteren veröffentlichten Version für einen solchen elektrostatischen Energiespeicher, der vom Prinzip der magnetischen Isolierung Gebrauch macht £f. Winterberg, Physical Review 174, 212 (1968) und Physics of High Energy Density, Academic Press, New York (1971) θ. 37Oj, wurde vorgeschlagen, einen toroidalen Leiter magnetisch zu levitieren, wobei die starken Magnetfelder von supraleitenden Windungen im Torus selbst erzeugt wurden. Die elektrische Aufladung des Torus hatte dabei durch einen Hochenergie-Elektronenbeschleuniger erfolgen müssen. Obwohl eine solche Anordnung die Speicherung grosser Mengen elektrostatischer Energie ermöglicht hätte, hatte sie verschiedene Nachteile. Erstene die Anordnung war abhängig von einem teuren, supraleitenden System von- beträchtlichen Abmessungen; zweitens war sie für die Aufladung von einem teuren Elektronenbeschleuniger abhängig und drittens hätte sie, wegen der Begrenzung des einem Beschleuniger entnommenen Electronenstromes aiemlich lange Aufladezeiten erfordert, wodurch die mittlere Leistung für eine sich wiederholende pulsierende Operation begrenzt gewesen wäre.
In der vorliegenden Erfindung ist die Notwendigkeit des Gebrauches von teuren Supraleitern oder Elektronenbeschleunigern völlig eli-
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miniert. Die Aufladung erfolgt induktiv durch grosse Ströme mit kurzen Aufladungszeiten und damit verbundenen grossen Leistungen für eine sich wiederholende Entladungsoperation. Dies wird durch einen magnetisch isolierten Kondensator zur Erzeugung hoher elektrischer Spannungen und zur elektrostatischen Energiespeicherung ermöglicht, der gekennzeichnet ist durch die Kombination von
(a) zwei konzentrischen, koaxialen Leitern von toroidaler Symmetrie oder einer Symmetrie, die der toroidalen topologisch equivalent ist, wobei der innere Leiter, keinen körperlichen Kontakt, auch
dem
nicht über Isolatoren, mit/ äusseren Leiter hat und der Raum zwischei
beiden Leitern ein Hochvakuum ist;
(b) einer magnetischen Feldspule von toroidaler oder topologisch gleichwertiger Symmetrie, welche den äusseren Leiter umschliesst;
(c) einer oder mehreren Elektronen emittierenden Kathoden, die innerhalb oder in der Nähe der Wand des äusseren Leiters angeordnet sind;
(d) einem Entladungsrohr, das den äusseren Leiter durchdringt und innerhalb eine Führungselektrode aufweist, die aus leitendem oder nichtleitendem Material besteht;
(e) einer Funkenstrecke zwischen dem inneren Leiter und der Führungselektrode;
(f) einem Anodenfenster gegenüber dem Ende der Führungselektrode;
(g) einer Elektronendriftröhre hinter dem Anodenfenster;
(h) einem Magnetfeld parallel zur Führungselektrode und zur Elektronendriftröhre mit oder ohne Anodenfenster..
Die Kontaktfreiheit des inneren mit dem äusseren Leiter kann z.B. durch magnetische Levitation des inneren toroidalen Leiters erreicht werden. Die Kathode/die Elektronen/emittiert/z.B. durch thermionische Emission. Wenn das durch die toroidale. Magnetfeldspule erzeugte Magnetfeld zeitlich anwächst, können die von der Kathode emittierten Elektronen von den sich nach innen bewegenden Kraftlinien mitgenommen und auf den inneren Leiter transportiert werden, der '
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sich dadurch negativ auflädt. Das zeitlich ansteigende Magnetfeld kann dabei durch den Aufladeprozess immer grosser als das-zeitlich ansteigende elektrische Feld gemacht werden. In diesem Fall kann dann, so lange H > E, ein elektrischer Durchschlag verhindert werden, was dem Effekt einer magnetischen Isolierung gleichkommt. Gleichzeitig kann der äussere leiter positiv aufgeladen werden, so dass der innere und äussere Leiter einen elektrischen Kondensator bilden.
Sobald das elektrische Feld zwischen dem inneren und äusseren Leiter einen kritischen Wert erreicht hat, wobei dieser Wert sich von E dem von H nähert, kann sich an einer zweckmässig gewählten. Durchschlagsstrecke zwischen dem inneren Leiter und einer Führungselektrode, die durch/kreisförmiges Loch des äusseren Leiters denselben durchdringt, der innere Leiter über die Führungselektrode entladen. Vom Ende der Führungselektrode, die vorzugsweise ohne materiellen Kontakt über Isolatoren mit der leitenden Wand des Entladungsrohres ist, können Elektronen emittiert werden, welche, nachdem sie das Anodenfenster passiert haben, einen intensiven Elektronenstrahl bilden.
Statt durch das Anodenfenster kann der Elektronenstrahl auch in das Driftrohr projeziert werden, parallel" zu dem ein axiales Magnetfeld angelegt werden kann, das den Strahl fokussiert und führt. Durch Erregung der toroidalen Magnetfeldspule mit einer periodisch veränderlichen äusseren Kraftquelle, kann eine Folge von Strahlpulsen mit einer hohen Pulsfolge und damit hohe .Leistung erzeugt . werden.
Die Zeichnung zeigt in einem Perspektiven Schnitt ein AuBführungsbeispiel eines toroidalen Kondensators, mit der Anordnung des inneren und äusseren Leiters, der Magnetfeldspule, der Elektronen emittierenden Kathode, des Entladungsrohres und der Führungselektrode.
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Dieser Kondensator hat zwei konzentrisch angeordnete elektrische Leiter von t-proidaler Symmetrie. Der innere Leiter 1 hat da"bei keine materielle Verbindung mit dem äusseren Leiter 2. Das erfolgt ■ im dargestellten Beispiel durch magnetische Levitation des inneren Leiters 1 mit Hilfe eines äusseren, durch Rückkopplung gesteuerten Hilfsmagnetfeldes, das nicht gezeigt ist und wobei der innere Leite 1 oder Teile von ihm aus einer ferromagnetischen Substanz bestehen. Der Raum zwischen dem inneren und äusseren Leiter muss ein Hochvakuum sein.
Zwischen dem inneren und äusseren Leiter ist ein zeitabhängiges Kagnetfeld angelegt, welches parallel oder annähernd parallel au der leitenden Fläche des inneren Leiters liegt-. Das Magnetfeld wird dabei am einfachsten durch eine toroidale Magnetfeldspule 3 erzeugt, welche den äusseren Leiter 2 umschliesst. Diese Spule ist über die Anschlüsse 4 und '5 mit einer äusseren Kraftquelle verbunden.
Obwohl die Zeichnung einen Kreistorus mit sowohl kreisförmigem Querschnitt des inneren und äusseren Leiters 1, 2 als auch der Magnetfeldspule 3 zeigt, ist es auch möglich nichtkreisförmige Tori und mit nichtkreisförmigem Querschnitt zu verwenden, welche dieselben topologischen Eigenschaften haben.
Der innere und äussere Leiter 1, 2 haben je einen nichtleitenden Spalt 6 und 7, welche das zeitabhängige durch die Spule 3 erzeugte Magnetfeld frei in den Raum zwischen dem äusseren und inneren Leiter 1, 2 und auch in den Raum innerhalb des inneren Leiters fliessen lassen. Es ist jedoch auch möglich, auf diese Spalte 6, 7 su verzichten, falls die elektrische Leitfähigkeit des äusseren und inneren Leiters lt 2 genügend gering ist, wie es s.B. für Halbleiter zutrifft. Anstelle je eines Spaltes ist auch eine Anaab.1 von Spalten möglich, welche wahlweise entweder mit einem Halbleiter oder einem Isolator ausgefüllt werden können. In der Zeichnung ist der- innere Leiter I hohl dargestellt, S3 ist aber- auch möglich,
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dass dieser Leiter 1 entweder kompakt, oder mit einem Isolator aus* gefüllt ist.
Innerhalb des äusseren Spalts 7 oder innerhalb des äusseren Leiters 2 ist eine thermionische Elektronen emittierende Kathode 8 angebracht, welche mit der Hilfsspannungsquelle 9 Elektronen in den Raum innerhalb des äusseren und inneren Leiters 1, 2 emittiert. Anstelle einer einzigen solchen Emissionskathode 8 kann auch eine Anzahl solcher Kathoden, oder irgendeine Anzahl irgendwelcher anderen Elektronen emittierenden Kathoden, z. B. Feldemissionskathoden, angebracht werden.
Wenn das von aussen angelegte Magnetfeld durch einen in die Feldspule 3 fliessenden elektrischen Strom sich zeitlich erhöht, werden die von der Kathode 8 emittierten Elektronen in Bahnen 10 abgelenkt und dabei von den sich nach innen bewegenden Magnetfeldlinien mitgenommen, bis sie den inneren Leiter 1 erreichen und sich dabei von den Magnetfeldlinien ablösen, wobei sie den inneren Leiter1 1 negativ aufladen. Der äussere Leiter 2 wird zur.selben Zeit positiv aufgeladen. Daher bilden der äussere und innere Leiter 1, zusammen einen Kondensator. Das elektrische Feld E, das durch den Aufladeprozess erzeugt wird, wächst dabei in Proportion zum äusseren angelegten und zeitlich veränderlichen Magnetfeld H, so dass die Bedingung H "> E während des gesamten Aufladeprozesses erfüllt ist. Mit Hilfe des äusseren, veränderlichen Magnetfeldes H wird daher der Kondensator nicht nur induktiv aufgeladen, sondern wird zur-selben Zeit auch am elektrischen Vakuumdurchschlag gehindert.
Wegen der starken technisch erreichbaren Magnetfelder kann damit gerechnet werden, dass der beschriebene magnetisch isolierte Kondensator auf sehr hohe Spannungen aufgeladen werden kann. Man kann z.B. annehmen, dass das Magmetfeld einen Wert von H = 10 Gauss erreicht, was gleichbedeutend mit E ■< 3 x 10 Volt/cm ist. Wenn da?* her zwischen dem inneren und äusseren Leiter 1, 2 ein Spalt von ~
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30 cm angenommen wird, würde die Spannung des Kondensators V< Volt betragen, Darüberhinaus wäre die elektrostatisch gespeicherte Energie in einem solchen System erheblich. Wenn z.B. das vom elektrischen Feld erfüllte Volumen 10 cm beträgt, was im Verhältnis su konventionellen Kondensatoren einem bescheidenen Volumen entspricht, dann könnte eine elektrostatische Energie von S <: 40 Megajoule gespeichert werden. Die Entladungszeit eines solchen Kondensators ist von der GrÖssenordnung τ~ (Volumen) '^/Lichtgeschwindigkeit ^ 3 χ 10 see. Der Entladungsstrom ist durch I & ξ/ Yt41' 10 Ampere gegeben. Diese Werte liegen weit oberhalb dessen,
was mit gewöhnlichen Kondensatoren erreicht werden kann. Weiterdass
hin ist es denkbar,/ ein solcher Kondensator wesentlich grosser gebaut werden kann, z.B, um einen Faktor 100 im Volumen grosser. Das würde zu einer gespeicherten elektrostatischen Energie von mehreren Q-igaJoule führen. Aber selbst in diesem Fall könnte die Magnetisierung der Feldspule 3 und damit des induktiven Aufladeprozesses noch mit einer unipolaren Gleichstrommaschine durchgeführt werden.
Nachdem die Spannung ihren maximalen Wert erreicht hat, wobei E sich H zu nähern beginnt, erfolgt ein kontrollierter Durchschlag über die Funkenstrecke 11, awischen einer Protuberanz des inneren Leiters 1 und einer Hilfs-Führungselektrode 15, welche die Gestalt eines Stabes hat. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist diese Führungs elektrode 15 im Zentrum eines koaxialen leitenden Entladungsrohres 12 angebracht, Für diese Anordnung muss die FJhrungselektrode 15 levitiert werden, was sich hier wieder am leichtesten dadurch erreichen lässt, dass die Führungselektrode 15 aus einem ferromagnetischen Material besteht und durch magnetische Rückkopplungssteuerung zum Schweben gebracht wird. Das leitende koaxiale Entladungsrohr 12 ist mit dem äusseren toroidalen Leifiter 2 verbunden und auf demselben Potential wie dieser. Während der Aufladung de», inneren toroidalen Leisters 1 muss die Führungselektrode 15 auf demselben Potential wie der äussere Leiter 2 und das Entladungs-
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rohr 12 gehalten werden. Dies wird sehr wahrscheinlich von selbst durch einen kleinen Feldemissionstrom von der Führungselektrode 15 auf das leitende Entladungsrohr 12 eintreten.
Uachdem ein !Durchschlag über die Funkenstrecke 11 stattgefunden hat, breitet sich ein intensiver Elektronenstrahl entlang der Oberfläche der Ftihrungselektrode 15 aus, in ähnlicher Weise, wie es von Bennettjet al. für einen dielektrischen Stab beobachtet wurde [W.H. Bennett g-jj al., Applied Physics letters 19, 441 (1971)3. Während seiner Ausbreitung entlang der Führungselektrode 15, isoliert sich der Elektronenstrahl magnetisch gegen radialen Ueberschlag zum koaxial angeordneten Entladungsrohr 12 durch sein Eigenfeld. Wenn z.B. die Führungselektrode 15 einen Durchmesser von 2 cm hat und der Elektronenstrom 10' Ampere beträgt, dann wird ein Eigenfeld des Strahls von H ^ 2 χ 10 Gauss erzeugt, was mehr als ausreichend ist, um eine vollständige magnetische Isolierung des Strahls gegen radialen Durchschlag zu bewirken. IM dies zu demonstrieren,kann z.B. angenommen werden, dass das Entladungs-. rohr 12 einen Radius von ~ 10 cm hat, und dass die Spannung V^ 10^ Volt beträgt. In diesem Fall ergibt sich dann ein elektrisches Feld vonB* V/r * IQ8 Volt/cm * 3 x 1O5 esu, so dass offensichtlich E< H ist»
Nachdem der Elektronenstrahl das Ende der Führungselektrode 15 erreicht hat» liegt seine Vorderfront gegenüber dem Anodenfenster 13· Für die grossen in Betracht gezogenen Energien wird der Elektronenstrahl ohne nennenswerten Energieverlust das Anodenfenster 13 durchdringen und in das Driftrohr 14 eintreten.
Für das gegebene Beispiel ist die leistung des Elektronenstrahls 'von der Grössenordnung IV = 10 Watt. Hinzu kommt, dass der induktive Aufladungsprozess sehr schnell, erfolgen kann, z.B. im Bruchteil einer Sekunde, wodurch der Kondensator in schneller Folge und mit sehr hoher Leistung arbeiten kann, wie es für einen ..
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konventionellen Teilchenbeschleuniger nicht möglich ist.
• * ■
Der ladestrom berechnet sich gemäss der. Bedingung If= It, wo- - bei T* die Aufladezeit ist. Wenn man z.B. T = 10~2 see. wählt, . dann folgt für die oben gegebenen Werte von I undTi dass I =*3 Ampere ist, was sich leicht mit thermionischen Emittern erreichen lässt. Die leistung für den Aufladeprozess ist von der Grössenordnung IcV = 3 χ 109 Watt und könnte einem konventionellen Wechselstromgenerator entnommen werden. Pur sehr grosse Leistungen kann ein unipolarer Generator verwendet werden.
Die zwei wichtigsten Anwendungen des beschriebenen Kondensators, der auch als Apparat oder als Maschine bezeichnet werden kann, betreffen kontrollierte Kernfusion und die kollektive Beschleunigung von Ionen auf ultrahohe Energien.
1) Ea wird weitgehend angenommen, dass die thermonukleare Fusion sich durch das Prinzip von thermonuklearen Mikro-Explosionen erreichen lässt, wenn folgende Bedingungen erfüllt werden können:
a) Es muss eine Energiequelle verfügbar sein, die eine Energie von mehreren Megajoule innerhalb von ~ 10 Sekunden liefern kann.
b) Die Energiequelle muss die Eigenschaft habent dass sich die von ihr gelieferte Energie auf ein Volumen vom Bruchteil eines el konzentrieren lässt.
Ein Kondensator von bescheidenen-Ausmassen kann die erste Bedingung leicht erfüllen. Da die Energie in Form eines intensiven relativistischen Elektronenstrahles abgegeben wird, kann die Energie in ein sehr kleines Volumen konzentriert werden, falls für den Strahl die fokussierende Wirkung des starken Eigenmagnetfelds ausgenutzt wird. Auf diese Weise kann die zweite Bedingung erfüllt werden. Die Energie und leistung eines solchen Kondensators könnte es sogar vielleicht möglich machen dis thermonukleare Energie der D-D Reaktion freizusetzen.
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2) Sie Aussicht auf kollektive Ionen-Beschleunigung CV.I. Veksler, in Proceedings of the Gern Symposium on High Energy Accelerators, Geneva 1956' S. 803 wird "besonders interessant für die.in Betracht gezogenen Elektronenenergien und Strahlintensitäten. Wenn ein Ion in einen intensiven Strom von Elektronen plaziert wird, dann kann es durch Wechselwirkung mit dem Strahl dieselbe Geschwindigkeit wie die Elektronen des Strahls erreichen. Ein Proton mit einer Masse, die Bf 1800 mal grosser ist als die Elektronenmasse, könnte auf
12
diese Weise bis zu ^ 10 eV = 1000 GeV beschleunigt werden.
Ändere mögliche Anwendungen der beschriebenen Anordnung sind Folgendes a) Die Anwendung der erzeugten atomaren Strahlen für die Erzeugung von Sransuran Elementen durch Kernreaktionen, b) pie Erzeugung von intensiven löntgenetrahlblitzen durch die Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit einem festen Target, c) Die Verwendung der erzeugten Partikelstrahlung zum Pumpen von lasern, d) ^Ie Verwendung der intensiven Slektronenstrahlen zur Produktion intensiver Mikrowellenpulse 9 e) ®le Verwendung der intensiven Partikelstrahlung zur Erzeugung anderer, seltener subnuklearer Teilchen' wie Mesonen, Hyperonen etc., durch Wechselwirkung des Partikelstrahls mit einem Target, f) Die Verwendung eines oder mehrerer Partikelstrahlen, die von mehreren Kondensatoren produziert werden für den Zusammenstoss von Partikelstrahlen in der Hochenergiephysik, g) Die Verwendung mehrerer Kondensatoren »zur Aufheizung land Kompression von Plasmen für thermonukleare oder andere Anwendungen durch gleichzeitige Bombardierung aus verschiedenen Richtungen» h) Die Anwendung der verschiedenen " erzeugten Strahlungen für medizinische Zwecke,insbesondere für Krebstherapie, i) Die Anwendung der intensiven Strahlen zum Schneidens Schweissen und Bohren von Materialien für industrielle Zwecke oder für Felsbohrungen.
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Claims (10)

  1. Patentansprüche
    Iy Magnetisch isolierter Kondensator zur Erzeugung hoher elektrischer Spannungen und zur elektrostatischen Inergiespeicherung gekennzeichnet durch die Kombination von
    (a) zwei konzentrischen, koaxialen Leitern (1, 2) von toroidaler Symmetrie oder einer Symmetrie, die der toroidalen äquivalent ist wobei der innere Leiter (1) keinen körperlichen Kontakt, auch nicht über Isolatoren, mit dem äusseren Leiter (2) hat und der Raum zwischen beiden Leitern ein Hochvakuum ist;
    (b)" einer magnetischen Feldspule (3) von toroidaler oder topologisch gleichwertiger Symmetrie, welche den äusseren Leiter (2) umschliesst;
    (c) einer oder mehreren Elektronen emittierenden Kathoden (8), die innerhalb oder in der Nähe der Wand des äusseren, Leiters (2) angeordnet sind;
    (d) einem Entladungsrohr (12), das den äusseren Leiter durchdringt und innerhalb eine Führungselektrode (15) aufweist, die aus leitendem oder nichtleitendem Material besteht;
    (e) einer Funkenstrecke (11) zwischen dem inneren Leiter (1) und der Führungselektrode (15)»
    (f) einem Anodenfenster (13) gegenüber dem Ende der Führungselektrode (15);
    (g) einer Elektronendriftröhre (14) hinter dem Anodenfenster (13);
    (h) einem Magnetfeld parallel zur Führungselektrode (15) und zur Elektronendriftröhre (14) mit oder ohne Anodenfenster
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  2. 2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass · der innere und äussere Leiter (1, 2) mehrere nichtleitende
    Spalte (6, 7) haben.
  3. 3. Kondensator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtleitenden' Spalte (6, 7) mit einem Isolator ausgefüllt sind.
  4. 4. Kondensator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der inne© Leiter (l) und die Führungselektrode (15) durch ihre eigene Trägheit und für kurze Zeiten levitiert sind.
  5. 5. Kondensator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Leiter (l) und die Führungselektrode (15).
    magnetisch levitiert sind.
  6. 6. Kondensator nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, dass der innere Leiter (l) und .die Führungaä.ektrode (15)
    elektrostatisch levitiert sind.
  7. 7. Kondensator nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Levitation des inneren Leiters (1) und der Führungselektrode (15) kurzzeitig und/oder magnetisch oder elektrostatisch ist,
  8. S, Kondensator nach Anspruch ls dadurch gekennzeichnet,dass
    die Führungselektrode (15) mit der Entladungsröhre (12) durch eine materielle Statur verbunden und daher nicht levitiert
    ist.
  9. 9 ο Kondensator nach Anspruch 1 bis 8? dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Magnetfeldspule (3) durch einen Unipolargenerator erregt wird.
  10. 10. Kondensator nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Leiter (Ϊ) positiv aufgeladen ist und.der äusse re Leiter (2) durch Ersetzung der Elektronen emittierenden"Kathode (^8) oder Kathoden durch eine oder mehrere positive ,Ionen emittierende Anoden negativ aufgeladen ist, wobei das Anodenfenster (13) zum Kathodenfenster wird, und woTasi an Stelle eines intensiven Elektronenstrahls ein intensiver Ionenstrahl erzeugt wird.
    L· ^, Q 8 2 i
DE2409327A 1973-03-01 1974-02-27 Magnetisch isolierter kondensator und verfahren zur elektrostatischen energiespeicherung und deren anwendung Pending DE2409327A1 (de)

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