JPS58157096A - プラズマ装置 - Google Patents
プラズマ装置Info
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- JPS58157096A JPS58157096A JP57038154A JP3815482A JPS58157096A JP S58157096 A JPS58157096 A JP S58157096A JP 57038154 A JP57038154 A JP 57038154A JP 3815482 A JP3815482 A JP 3815482A JP S58157096 A JPS58157096 A JP S58157096A
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- Japan
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- plasma
- magnetic field
- potential
- intermediate electrode
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は開放系磁場による長時間のプラズマの閉じ込め
を可能とするプラズマ装置に関する０〔従来技術とその
問題点〕 開放系磁場でプラズマを閉じ込める場合、プラズマの閉
じ込め時間を長くすることが被融合炉で会費なことはよ
く知られているが、核融合炉以外の用途に使用されるプ
ラズマ装置に於ても、閉−じ込め時間を長くすればプラ
ズマ発生装置の消豐電力が少くて済み、プラズマの書間
を高くする仁とかで一１更にプラズマを包囲する固体壁
への熱入力が軽減されるなど、大きな効果が得られる。
を可能とするプラズマ装置に関する０〔従来技術とその
問題点〕 開放系磁場でプラズマを閉じ込める場合、プラズマの閉
じ込め時間を長くすることが被融合炉で会費なことはよ
く知られているが、核融合炉以外の用途に使用されるプ
ラズマ装置に於ても、閉−じ込め時間を長くすればプラ
ズマ発生装置の消豐電力が少くて済み、プラズマの書間
を高くする仁とかで一１更にプラズマを包囲する固体壁
への熱入力が軽減されるなど、大きな効果が得られる。
開放系磁場によるプラズマ閉じ込めで閉じ込め時間を長
くするためＫは、開放端におけるプラギングが必豐とさ
れる。このことは、たとえば、ＣｏＧｏｒｍｅｇａｎｏ
：Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｓｓｅｓ
ｉｎ ０ｐｅｎ−Ｅｎｄｓｄ Ｍａｇ−ｎｅｔ ｉ
ｃ Ｔｒａｐｓ ； Ｎｕｃｌｅａｒ Ｆｕｓｔ
ｏｎ 、１９ （’ ７９）、８．１０８５
などの文献に記載されている。
くするためＫは、開放端におけるプラギングが必豐とさ
れる。このことは、たとえば、ＣｏＧｏｒｍｅｇａｎｏ
：Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｓｓｅｓ
ｉｎ ０ｐｅｎ−Ｅｎｄｓｄ Ｍａｇ−ｎｅｔ ｉ
ｃ Ｔｒａｐｓ ； Ｎｕｃｌｅａｒ Ｆｕｓｔ
ｏｎ 、１９ （’ ７９）、８．１０８５
などの文献に記載されている。
プラギングには高周波によるものと静電場によるものが
あり、静電場によるものには電極を用いる電極法と、タ
ンデムミラー形磁場による両極性電位閉じ込めがあり、
これらはいずれも研究途上にある。峡電極法には、カス
プ磁場のポイント及びラインカスプに陽極及び陰極から
なる静電プラグを用いた電磁トラップがある。ｇ１図は
電磁トラップの原珊図で、文献Ｔ、Ｊ、Ｄｏｌｉｎ、Ｂ
、Ｌ、８ｔａｎｓｆｉｅｌｄａｎｄ Ｊ、Ｍ、Ｌａｒ
ｓｅｎ：Ｐｌａｓｍａ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ
ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙｐｌｕｇｇｅ
ｄ ｃｕｓｐｓ ａｎｄ ｍｉ ｒｒｏｒｓ ： Ｔｈ
ｅ Ｐｈｙｃｉｃｓ ｏｆ Ｆｌｕｌｄｓ。
あり、静電場によるものには電極を用いる電極法と、タ
ンデムミラー形磁場による両極性電位閉じ込めがあり、
これらはいずれも研究途上にある。峡電極法には、カス
プ磁場のポイント及びラインカスプに陽極及び陰極から
なる静電プラグを用いた電磁トラップがある。ｇ１図は
電磁トラップの原珊図で、文献Ｔ、Ｊ、Ｄｏｌｉｎ、Ｂ
、Ｌ、８ｔａｎｓｆｉｅｌｄａｎｄ Ｊ、Ｍ、Ｌａｒ
ｓｅｎ：Ｐｌａｓｍａ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ
ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙｐｌｕｇｇｅ
ｄ ｃｕｓｐｓ ａｎｄ ｍｉ ｒｒｏｒｓ ： Ｔｈ
ｅ Ｐｈｙｃｉｃｓ ｏｆ Ｆｌｕｌｄｓ。
１８（’７５）、１０．１３８３ Ｋ掲載さレタもノテ
アル。
アル。
（１）は２個１組のコイルで２軸のまわりに軸対称に捲
かれ、カスブ磁場を形成する。（２）はポイントカスプ
に配役された中空円筒状の陽極、（３）はポイントカス
プに配設された中空円筒状の陰極、（４）はラインカス
プに配設された２個１組の環状の陽極、（５）はライン
カスプに配設された２＠１＠の環状の陰極である。２個
１組のコイル（１）に挾まれた空間及び峡コイル（１）
の内部の空間忙は一つの図示されない真９！容器が配設
され、核真空容器にはプラズマとなるべき気体が充填さ
れ、陰極（３）の少なくとも一方の陽極（２）の反対の
側には図示されない電子銃が配設され、峡電子銃から射
出された電子は峡跳ｌ１（３１及び咳陽極（２）を貫通
して図示されない真空容器内部を運動し、充填された気
体をイオン化してプラズマが形成される。へ纏（６）は
、プラズマの存在する空間の境界を示す。陰極（３）及
び（５）の電位を零、陽ｆｉ （２）及び（４）の電位
をφムとしたとき、２軸近傍の空間電位φは第２図に示
す様に分布する。
かれ、カスブ磁場を形成する。（２）はポイントカスプ
に配役された中空円筒状の陽極、（３）はポイントカス
プに配設された中空円筒状の陰極、（４）はラインカス
プに配設された２個１組の環状の陽極、（５）はライン
カスプに配設された２＠１＠の環状の陰極である。２個
１組のコイル（１）に挾まれた空間及び峡コイル（１）
の内部の空間忙は一つの図示されない真９！容器が配設
され、核真空容器にはプラズマとなるべき気体が充填さ
れ、陰極（３）の少なくとも一方の陽極（２）の反対の
側には図示されない電子銃が配設され、峡電子銃から射
出された電子は峡跳ｌ１（３１及び咳陽極（２）を貫通
して図示されない真空容器内部を運動し、充填された気
体をイオン化してプラズマが形成される。へ纏（６）は
、プラズマの存在する空間の境界を示す。陰極（３）及
び（５）の電位を零、陽ｆｉ （２）及び（４）の電位
をφムとしたとき、２軸近傍の空間電位φは第２図に示
す様に分布する。
プラズマの存在する空間の電位は一〇で、０くφ。〈φ
。
。
である。プラズマの存在する空間の両側には、皺陽４１
ｉ （２）の内部に電位の山が形成され、電位の最も＾
い所で電位はφ８＋φｉとなる、イオンの電位を２１％
４子の電価を−Ｃとおいたとき、運動エネルギがＺｅφ
鳳より小さいイオン及び運動エネルギがＣ−〇より小さ
い電子はプラズマの存在する空間から磁場方向に脱出で
きず、イオンは矢印（７）に示す様に電子は矢印（８）
に示す様に反射されてプラズマに戻される。すなわち、
プラズマのイオン温度をＴｉ１電子温度をＴ６とすると
傘、 ｍｉ ＞＞ ｋＴｉ／Ｚｅ 、φ、 ＞＞ ｋＴ、／ｅ
、 −（１）とすることＫより、プラズマの開
放端に＆けるプラギングかで趣、閉じ込め時間を格段に
改善できることが、従来の電磁トラップの効果であった
。
ｉ （２）の内部に電位の山が形成され、電位の最も＾
い所で電位はφ８＋φｉとなる、イオンの電位を２１％
４子の電価を−Ｃとおいたとき、運動エネルギがＺｅφ
鳳より小さいイオン及び運動エネルギがＣ−〇より小さ
い電子はプラズマの存在する空間から磁場方向に脱出で
きず、イオンは矢印（７）に示す様に電子は矢印（８）
に示す様に反射されてプラズマに戻される。すなわち、
プラズマのイオン温度をＴｉ１電子温度をＴ６とすると
傘、 ｍｉ ＞＞ ｋＴｉ／Ｚｅ 、φ、 ＞＞ ｋＴ、／ｅ
、 −（１）とすることＫより、プラズマの開
放端に＆けるプラギングかで趣、閉じ込め時間を格段に
改善できることが、従来の電磁トラップの効果であった
。
この電磁トラップにも、次の様な問題点があった。第２
図に示す如く、皺陽極（２）の内部に於て。
図に示す如く、皺陽極（２）の内部に於て。
空間電位は最大φｉ＋φ。となるが、
Δφ＝φＡ−（φｉ＋φｅ） ・・団・１
２）で与えられる陽極電位と該空間電位の差Δφは零に
ならず、Δφ〉０である。Δφが形成される原因は該陽
極の内部処電子が捕獲されて電子群を形成し、咳電子群
が作る空間電荷により電場が形成されることである。Δ
φはＺ軸からの距離ｒの関数でありΔφ＝Δφ（「） とあられすことができる。電子群の作る電場の向きを考
慮して。
２）で与えられる陽極電位と該空間電位の差Δφは零に
ならず、Δφ〉０である。Δφが形成される原因は該陽
極の内部処電子が捕獲されて電子群を形成し、咳電子群
が作る空間電荷により電場が形成されることである。Δ
φはＺ軸からの距離ｒの関数でありΔφ＝Δφ（「） とあられすことができる。電子群の作る電場の向きを考
慮して。
であることがわかる。Ｚ軸上で電場のｒ成分は０である
から、Δφは「＝ｏで最大値ΔφｍｍＸ％Δφｍａｘ
”Δφ（０） をとる。従って該陽極内で、Ｚ軸上の電位は（２）より
。
から、Δφは「＝ｏで最大値ΔφｍｍＸ％Δφｍａｘ
”Δφ（０） をとる。従って該陽極内で、Ｚ軸上の電位は（２）より
。
φｉ＋φ６＝φムーΔφｍａｘ
となる。φゑとφ。はプラズマの粒子数平衡等で定まる
が、概ね同様種度の大きさで、φ五〜φ。であるから、
２軸上で。
が、概ね同様種度の大きさで、φ五〜φ。であるから、
２軸上で。
φｉ〜φ。ｍｉ（φムーΔ輸ａｘ＞
となる。電磁トラップに於ては、Δ輸、ｘが非常に大角
〈なり、はとんど４人に等しくなる結果、２軸Ｅすなわ
ち【＝０で、 −ｉ〜−ｅ〜ｏ 、 ｒ＝ｏ ・・・・
・・（３）となり、（１）が成立しないことが知られて
いる。しかし、＃陽極内の大部分では（１）が成立し、
（３）はｒの非常に小さい部分だけで成立するから電磁
トラップでは静電プラグのプラズマ閉じ込め時間を増加
させる効果は大きいが、ｒ −Ｑで（３）が成立する結
果静電プラグにロスアパーチャが形成され、これを通し
てプラズマが漏れるために、プラズマ閉じ込め時間の増
加の効果が制限されていた。
〈なり、はとんど４人に等しくなる結果、２軸Ｅすなわ
ち【＝０で、 −ｉ〜−ｅ〜ｏ 、 ｒ＝ｏ ・・・・
・・（３）となり、（１）が成立しないことが知られて
いる。しかし、＃陽極内の大部分では（１）が成立し、
（３）はｒの非常に小さい部分だけで成立するから電磁
トラップでは静電プラグのプラズマ閉じ込め時間を増加
させる効果は大きいが、ｒ −Ｑで（３）が成立する結
果静電プラグにロスアパーチャが形成され、これを通し
てプラズマが漏れるために、プラズマ閉じ込め時間の増
加の効果が制限されていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、ロスアパーチャのない静電プラグを設
けることによ抄、プラズマ閉じ込め時間を大幅に増加さ
せることので無る開放系プラズマ装置を提供するにある
０ 〔発明の概豐〕 本発明は靜・喝プラグを具備する開放系プラズマ装置に
於て、該静電プラグの少くともひとつは、プラズマを包
囲するリミタと、＃リミタの中空部を貫通した磁力線が
全て貫通する中空部を有する陽極と、陽極の開口を覆う
形状を有する第二板状部と陽極の中空部に配設された第
−板状部を具備する陰極と、磁力線のうち第−板状部を
通った磁力線だけが接する中間電極と、各電極等に、陽
極、中間電極、＋７ ｊり、陰極のＩＮＫ高い電位を与
える手段を具備させてなるものである０ 〔発明の効果〕 本発明によれば陽極と中間電極とリミタと、該リミタに
包囲され九プラズマにより、陰極とプラズマの間の空間
にイオンに対するロスアパーチャのない電位障壁を形成
し、陰極は電子に対するロスアパーチャのない電位障壁
を形成し、もってプラズマに対するロスアパーチャのな
い静電プラグを構成１−、プラズマ閉じ込め時間を大幅
に増加させることができる等の優れた効果を奏する０（
発明の実施例〕 ４３図は本発明の一実施例を示すプラズマ装置の構成！
−１第４図はその主要部の構成と作用を示すもので、偵
）は静電プラグ構成図、（ｂ）は空間電位φの２依存を
示す線図である。２個１組のコイル（１）は２軸のまわ
やに軸対称に捲かれ１図示されない励磁電源とともに、
プラズマを収容する開放系磁場の線種のカスプ磁場を発
生する装置を構成する。（４）はカスプ磁場の開放端の
ひとつであるラインカスプに配役された２個１組の環状
の陽極、（５）はラインカスプに配設された２個１組の
環状の陰極で、ラインカスプに於て磁場の方向と平行な
零でない成分を有する電場を形成する静電プラグを構成
し、３個１組のコイル（１）に挾まれた空間及び核コイ
ル＋１）の内部の空間には、一つの図示されない真空容
器が配設され、咳真空容器にはプラズマ境界面（６）を
定める磁場方向に貫通した中空部を有するり２タロｅが
収容されている。プラズマの存在する空間電位φ、は、
プラズマを包囲するリミタ（ＩＧの電位φｊで制御され
る。すなわち、核リミタ１１（Ｉとプラズマの間に存在
するシースを介するプラズマ電子及びイオンの伝導によ
り、プラズマと該リミタａ・の電位差すなわちシース電
圧φ、が定まるから。
とするところは、ロスアパーチャのない静電プラグを設
けることによ抄、プラズマ閉じ込め時間を大幅に増加さ
せることので無る開放系プラズマ装置を提供するにある
０ 〔発明の概豐〕 本発明は靜・喝プラグを具備する開放系プラズマ装置に
於て、該静電プラグの少くともひとつは、プラズマを包
囲するリミタと、＃リミタの中空部を貫通した磁力線が
全て貫通する中空部を有する陽極と、陽極の開口を覆う
形状を有する第二板状部と陽極の中空部に配設された第
−板状部を具備する陰極と、磁力線のうち第−板状部を
通った磁力線だけが接する中間電極と、各電極等に、陽
極、中間電極、＋７ ｊり、陰極のＩＮＫ高い電位を与
える手段を具備させてなるものである０ 〔発明の効果〕 本発明によれば陽極と中間電極とリミタと、該リミタに
包囲され九プラズマにより、陰極とプラズマの間の空間
にイオンに対するロスアパーチャのない電位障壁を形成
し、陰極は電子に対するロスアパーチャのない電位障壁
を形成し、もってプラズマに対するロスアパーチャのな
い静電プラグを構成１−、プラズマ閉じ込め時間を大幅
に増加させることができる等の優れた効果を奏する０（
発明の実施例〕 ４３図は本発明の一実施例を示すプラズマ装置の構成！
−１第４図はその主要部の構成と作用を示すもので、偵
）は静電プラグ構成図、（ｂ）は空間電位φの２依存を
示す線図である。２個１組のコイル（１）は２軸のまわ
やに軸対称に捲かれ１図示されない励磁電源とともに、
プラズマを収容する開放系磁場の線種のカスプ磁場を発
生する装置を構成する。（４）はカスプ磁場の開放端の
ひとつであるラインカスプに配役された２個１組の環状
の陽極、（５）はラインカスプに配設された２個１組の
環状の陰極で、ラインカスプに於て磁場の方向と平行な
零でない成分を有する電場を形成する静電プラグを構成
し、３個１組のコイル（１）に挾まれた空間及び核コイ
ル＋１）の内部の空間には、一つの図示されない真空容
器が配設され、咳真空容器にはプラズマ境界面（６）を
定める磁場方向に貫通した中空部を有するり２タロｅが
収容されている。プラズマの存在する空間電位φ、は、
プラズマを包囲するリミタ（ＩＧの電位φｊで制御され
る。すなわち、核リミタ１１（Ｉとプラズマの間に存在
するシースを介するプラズマ電子及びイオンの伝導によ
り、プラズマと該リミタａ・の電位差すなわちシース電
圧φ、が定まるから。
φ２＝φｌ＋φ、 ・・・・・・
（４）によ卦、φ、が定まる。
（４）によ卦、φ、が定まる。
（９）は磁場方向に貫通した中空部１１Ｉを有する陽極
で、リミタＱｌの中空部を貫通し九磁力線は全て該陽極
の中空部（１’Ｊを貫通する。αＶは管状の中間ｌｌＥ
極で、咳陽極の中空部Ｕ！と同軸に、かつそのりｊりａ
Ｉと反対側の一部に配設される。（１２ａ ）は棒状部
で該中間電極αυを貫通して陽極の中空部１９の一部に
延在し、導体支柱（至）で支持され、骸棒状部（１２ｍ
）の陽極の中空部（１１内の先端には、中間電極αυ
に接する磁力線が全て貫通する形状を有する第−板状部
（１２ｂ）が固着され、咳棒状部（１２ａ ）の他端に
は陽極（９）の開口を覆う形状を有する第二板状部（１
２Ｃ）が固着され、該棒状部（１２ａ）と二つの板状部
（１２ｂ ） （１２ｃ）は一体となって陰極りを形成
する０リミタα〔は接地されその電位はφｇ＝０である
ｏ （１：１α尋α９は電源で陽４（９）Ｋｄ位φ８を
、中間電極αυに電位φ、を、陰極嗜に電位φｋを与え
る。各電極等の電位の間には、φ、〈φｊ＝０〈φ、〈
φ８ ・・・・・・（５）の関係炉成立する
。リミタ四、陽極（９）、中間電極ａυ、繍極り及び電
１！ＩＩ峙α４Ｇ５１は静電プラグ［株］を構成し１本
実施例ではカスプ磁場の開放端である二つのポイントカ
スプにそれぞれ静電プラグ嗜が配設され、鋏静電プラグ
四は以下に詳述する様に、磁場の方向と平行な零でない
成分を有する電場を形成する。リミタｕ値の内部にはシ
ースＱカを介してプラズマａ樽が接触している。プラズ
マの存在する空間の電位φ、は（４）から、φ、ニーφ
５である。各電位φｋ。
で、リミタＱｌの中空部を貫通し九磁力線は全て該陽極
の中空部（１’Ｊを貫通する。αＶは管状の中間ｌｌＥ
極で、咳陽極の中空部Ｕ！と同軸に、かつそのりｊりａ
Ｉと反対側の一部に配設される。（１２ａ ）は棒状部
で該中間電極αυを貫通して陽極の中空部１９の一部に
延在し、導体支柱（至）で支持され、骸棒状部（１２ｍ
）の陽極の中空部（１１内の先端には、中間電極αυ
に接する磁力線が全て貫通する形状を有する第−板状部
（１２ｂ）が固着され、咳棒状部（１２ａ ）の他端に
は陽極（９）の開口を覆う形状を有する第二板状部（１
２Ｃ）が固着され、該棒状部（１２ａ）と二つの板状部
（１２ｂ ） （１２ｃ）は一体となって陰極りを形成
する０リミタα〔は接地されその電位はφｇ＝０である
ｏ （１：１α尋α９は電源で陽４（９）Ｋｄ位φ８を
、中間電極αυに電位φ、を、陰極嗜に電位φｋを与え
る。各電極等の電位の間には、φ、〈φｊ＝０〈φ、〈
φ８ ・・・・・・（５）の関係炉成立する
。リミタ四、陽極（９）、中間電極ａυ、繍極り及び電
１！ＩＩ峙α４Ｇ５１は静電プラグ［株］を構成し１本
実施例ではカスプ磁場の開放端である二つのポイントカ
スプにそれぞれ静電プラグ嗜が配設され、鋏静電プラグ
四は以下に詳述する様に、磁場の方向と平行な零でない
成分を有する電場を形成する。リミタｕ値の内部にはシ
ースＱカを介してプラズマａ樽が接触している。プラズ
マの存在する空間の電位φ、は（４）から、φ、ニーφ
５である。各電位φｋ。
φ、、φ１の絶対値は静電プラグが有効に作用するよ、
−うに大−〈とられているから、１φｐ１（１φｌ（＋
、φ５゜−８である。すなわち、（５）を参照して。
−うに大−〈とられているから、１φｐ１（１φｌ（＋
、φ５゜−８である。すなわち、（５）を参照して。
φにくφｐくφ、〈φ、 、、−１０，
＋６）が成立する◇ かくして構成された第４図（ａ）に実施例を示した静電
プラグ轡の作用と効果を第４図（ｂ）を参照して再び説
明すると、陽極の中空部（１９には、電磁トラップのポ
イントカスプにおける静電プラグの陽極内部と同様、電
子が捕獲されて電子群を形成し、該電子群が作る空間電
荷により電場が形成される。
＋６）が成立する◇ かくして構成された第４図（ａ）に実施例を示した静電
プラグ轡の作用と効果を第４図（ｂ）を参照して再び説
明すると、陽極の中空部（１９には、電磁トラップのポ
イントカスプにおける静電プラグの陽極内部と同様、電
子が捕獲されて電子群を形成し、該電子群が作る空間電
荷により電場が形成される。
本発明におけるプラズマ装置の静電プラグが電磁トラッ
プのポイントカスプにおける静電プラグと異なるところ
は、本発明による静電プラグにおいては、陽極の中空部
（１’Ｊに形成される電子群の密度は中間電極０υの電
位φ３と陽極（９）の電位−８によって制御され、その
結果、陽極の中空部α■のリミタＯ１側の開口近傍にお
ける空間電位φ（ｒ、ｘ）が制御されることで、電磁ト
ラップのポイントカスプにおける静電プラグの様に、（
３）式に示される様なｒ〜０における電位障壁の低下と
それＫよるロスアパーチャの形成は、本発明における静
電プラグにおいては容易に回避できる。該陽極の中空部
（１１における電子群の密度は中間電極αυの周辺−１
陰極の第−板状部（１２ｂ）の外周部の陽極（９）に近
い部分、及び陰極嗜が延在しないＩＪ ｊ夕０ＩＫｒｆ
Ｊする開口部の近傍のそれぞれで互にほぼ等しく、リミ
タ０Ｑに包囲されたプラズマＩＩＩＫ面する陽極の中空
部０の部分で、電子群の存在する空間の電位は全ての点
でプラズマ電位φ、より高くなる。一方陰極りの表面近
傍では、陰極に与えられた負の高電位のために電子群は
存在できず、空間電位はプラズマ電位より低くなる。＃
Ｘ４図（ａ）の対称軸Ｃ−Ｃと、それに平行でプラズマ
ａυに接する直＠Ｗ−Ｗに爾った電位φの分布が、第４
図（呻ＫＣ及びＷとして示されている。同図に示される
ように、この静電プラグにはロスアパーチャは存在しな
いから、プラズマの長い時間の閉じ込めが可能となる。
プのポイントカスプにおける静電プラグと異なるところ
は、本発明による静電プラグにおいては、陽極の中空部
（１’Ｊに形成される電子群の密度は中間電極０υの電
位φ３と陽極（９）の電位−８によって制御され、その
結果、陽極の中空部α■のリミタＯ１側の開口近傍にお
ける空間電位φ（ｒ、ｘ）が制御されることで、電磁ト
ラップのポイントカスプにおける静電プラグの様に、（
３）式に示される様なｒ〜０における電位障壁の低下と
それＫよるロスアパーチャの形成は、本発明における静
電プラグにおいては容易に回避できる。該陽極の中空部
（１１における電子群の密度は中間電極αυの周辺−１
陰極の第−板状部（１２ｂ）の外周部の陽極（９）に近
い部分、及び陰極嗜が延在しないＩＪ ｊ夕０ＩＫｒｆ
Ｊする開口部の近傍のそれぞれで互にほぼ等しく、リミ
タ０Ｑに包囲されたプラズマＩＩＩＫ面する陽極の中空
部０の部分で、電子群の存在する空間の電位は全ての点
でプラズマ電位φ、より高くなる。一方陰極りの表面近
傍では、陰極に与えられた負の高電位のために電子群は
存在できず、空間電位はプラズマ電位より低くなる。＃
Ｘ４図（ａ）の対称軸Ｃ−Ｃと、それに平行でプラズマ
ａυに接する直＠Ｗ−Ｗに爾った電位φの分布が、第４
図（呻ＫＣ及びＷとして示されている。同図に示される
ように、この静電プラグにはロスアパーチャは存在しな
いから、プラズマの長い時間の閉じ込めが可能となる。
本発明は開放系プラズマ装置に関するものであ 、る。
実施例ではカスプ磁場を用いたプラズマ装置について説
明したが、磁場はカスプに限定せず。
明したが、磁場はカスプに限定せず。
開放系なら本発明を適用できることは言うまでもなく１
例えば一様磁場、ミラー磁場に適用してよい。またプラ
ズマ装置の用途は限定しない、例えば核融合炉１表面加
工・処理、溶接、イオン源等のプラズマ装置く適用でき
る。
例えば一様磁場、ミラー磁場に適用してよい。またプラ
ズマ装置の用途は限定しない、例えば核融合炉１表面加
工・処理、溶接、イオン源等のプラズマ装置く適用でき
る。
第１図は電磁トラップの原１図、＠２図は電磁トラップ
の２軸近傍の空間電位の分布を示す線図、第３図は本発
明の一実施例を示すプラズマａｌｌ構成図、第４図は第
３図に示す実施例の主要部の構成と作用を示すもので、
（ａ）は静電プラグ構成図、（ｂ）は空間電位の２依存
を示す線図である。 （１）・・・コイル、＋２） 、 （４） 、 ＋９）
・・・陽極、＋３） 、 ＋５１ 、 ｌ・・・陰極、
Ｑｌ・・・リミタ、ａυ・・・中間電極、（１２ａ）・
・・棒状部、（１２ｂ ） 、 （１２ｃ ）−ｆ 状
部、（１１、０４＋ 、α９・・・電源、ａＳ・・・静
電プラグ、嗜・・・プラズマ、ａＳ・・・陽極（９）の
中空部。 第 ２ 図
の２軸近傍の空間電位の分布を示す線図、第３図は本発
明の一実施例を示すプラズマａｌｌ構成図、第４図は第
３図に示す実施例の主要部の構成と作用を示すもので、
（ａ）は静電プラグ構成図、（ｂ）は空間電位の２依存
を示す線図である。 （１）・・・コイル、＋２） 、 （４） 、 ＋９）
・・・陽極、＋３） 、 ＋５１ 、 ｌ・・・陰極、
Ｑｌ・・・リミタ、ａυ・・・中間電極、（１２ａ）・
・・棒状部、（１２ｂ ） 、 （１２ｃ ）−ｆ 状
部、（１１、０４＋ 、α９・・・電源、ａＳ・・・静
電プラグ、嗜・・・プラズマ、ａＳ・・・陽極（９）の
中空部。 第 ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 プラズマを収容する開放系磁場を発生する装置と、プラ
ズマの存在する空間の電位を制御する手段と、＃開放系
磁場の開放端に配設され該磁場の方向と平行な零でない
成分を有する電場を形成する静電プラグとを具備するプ
ラズマ装置に於て。 前記静電プラグの少くともひとつは、前記開放系磁場の
磁場方向に貫通した中空部を有し、プラズマを包囲する
リミタと、該リミタの中空部を貫通した磁力線が全て貫
通する中空部を有する陽極と鋏陽極の中空部と同軸的に
かつそのＩＪ ｊ夕と反対側の一部に配設された管状の
中間電極と、鎖中間電極を貫通し陽極の中空部の一部に
延在する棒状部と、該棒状部の陽極の中空部内の先端に
固着され、中間電極呵接する磁力線が全て貫通する形状
部を有する第−板状部と、棒状部の他端に固着され陽極
の開口を覆う形状を有する第二板状部とで一体に形成さ
れた陰極と、各電極等に、陽極、中間電極、リミタ、陰
極の順に高い電位を与える手段とを具備することを特徴
とするｒ÷ｔマ１ｔｔ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038154A JPS58157096A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | プラズマ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038154A JPS58157096A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | プラズマ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58157096A true JPS58157096A (ja) | 1983-09-19 |
Family
ID=12517486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57038154A Pending JPS58157096A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | プラズマ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58157096A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020509539A (ja) * | 2017-02-23 | 2020-03-26 | ユニヴァーシティ オブ ワシントン | プラズマ閉じ込めシステムおよび使用方法 |
-
1982
- 1982-03-12 JP JP57038154A patent/JPS58157096A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020509539A (ja) * | 2017-02-23 | 2020-03-26 | ユニヴァーシティ オブ ワシントン | プラズマ閉じ込めシステムおよび使用方法 |
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