KR102519865B1

KR102519865B1 - 콤팩트 토리를 합병 및 압축하는 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102519865B1
Application number: KR1020177012927A
Authority: KR
Inventors: 마이클 빈더바우어; 비탈리 바이스트리트스키; 도시키 다지마
Original assignee: 티에이이 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2023-04-07
Also published as: US20210110939A1; CA2964298C; IL251314A0; US20170337991A1; WO2016061001A2; HRP20211230T1; ES2772770T3; PT3633683T; SG11201702830UA; IL251314B; PT3187028T; RS60005B1; IL286787B; NZ730975A; NZ761567A; IL286787A; MX369531B; LT3187028T; MY182756A; CN107006111B

Abstract

2개의 콤팩트 토리를 서로를 향해 가열 및 가속하고 궁극적으로 중앙 압축실에서 콤팩트 토리를 충돌 및 압축하기 위해 연속적이고 축방향으로 대칭인 가속 및 단열 압축 스테이지를 이용하는 시스템 및 방법이 개시된다. 대안적으로, 제1의 콤팩트 토로이드를 중앙 압축실 쪽으로 가열 및 가속하고 중앙 압축실 내에 위치시키며, 제2의 콤팩트 토로이드를 중앙 압축실 쪽으로 가열 및 가속하고 최종적으로 중앙 압축실에서 상기 제1 및 제2의 콤팩트 토로이드를 충돌 및 합병하고 콤팩트 합병 토리를 압축하기 위해 연속적이고 축방향으로 비대칭인 가속 및 단열 압축 스테이지를 이용하는 시스템 및 방법이 개시된다.

Description

콤팩트 토리를 합병 및 압축하는 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MERGING AND COMPRESSING COMPACT TORI}

본 발명은 일반적으로 펄스형 플라즈마 시스템에 관한 것으로, 특히 안정성이 우수할 뿐만 아니라 손실이 크게 감소되고 효율이 크게 증가된 콤팩트 토리 합병 및 압축 시스템 및 방법에 관한 것이다.

자기장 반전 구성(Field Reversed Configuration, FRC)은 콤팩트 토로이드라고 알려진 자기 플라즈마 밀폐 토폴로지의 부류에 속한다. 이것은 주로 폴로이달 자기장을 나타내고 제로 또는 작은 자기 발생형 토로이달 자기장을 갖는다(M. Tuszewski의 Nucl. Fusion 28, 2033(1988) 참조). 그러한 구성의 매력은 구성 및 유지를 용이하게 하는 단순한 지오메트리, 에너지 추출 및 재(ash) 제거를 쉽게하는 자연적인 비제한적 디버터(divertor), 및 매우 높은 평균(또는 외부) β(β는 FRC 내측에서 평균 자기장 압력에 대한 평균 플라즈마 압력비이다), 즉 높은 전력 밀도이다. β 메트릭도 또한 자기 효율의 매우 좋은 도량법(measure)이다. 예를 들면 1에 가까운 고평균 β값은 전개되는 자기 에너지의 효율적인 사용을 나타내고, 그러므로 가장 경제적인 운용을 위해 중요하다. 고평균 β는 또한 D-He³ 및 p-B¹¹과 같은 무중성자 연료의 사용을 임계적으로 가능하게 한다.

FRC를 형성하는 종래의 방법은 고온 고밀도 플라즈마를 생성하는 자기장 반전 θ-핀치 기술을 사용한다(A. L. Hoffman 및 J. T. Slough의 Nucl. Fusion 33, 27(1993) 참조). 이것의 변형예는 쎄타-핀치 "소스"에서 생성된 플라즈마가 형성 영역에서 밀폐실로 다소간 즉시 방출되는 이동-트래핑(translation-trapping) 방법이다. 이동하는 플라즈모이드는 그 다음에 밀폐실의 양끝에 있는 2개의 강한 미러 사이에서 포획된다(예를 들면, H. Himura, S. Okada, S. Sugimoto 및 S. Goto의 Phys. Plasmas 2, 191(1995) 참조). 밀폐실에서는 빔 주입(중성 또는 중성화), 자기장 회전, RF 또는 오믹 가열 등과 같은 각종 가열 및 전류 구동 방법이 적용될 수 있다. 소스와 밀폐 기능의 이러한 분리는 잠재적인 미래의 핵융합 원자로에 대한 중요한 기술적 장점을 제공한다. FRC는 동적 형성, 이동 및 격렬한 포착 이벤트에 대하여 극히 강하고 탄력성이 있는 것으로 입증되었다. 더욱이, 이들은 양호한 플라즈마 상태를 추정하는 경향을 보인다(예를 들면, H. Y. Guo, A. L. Hoffman, K. E. Miller 및 L. C. Steinhauer의 Phys. Rev. Lett. 92, 245001(2004) 참조). 다른 FRC 형성 방법, 즉 반대로 지향된 나선도(helicity)에 의한 스페로막(spheromak)의 합병(예를 들면, Y. Ono, M. Inomoto, Y. Ueda, T. Matsuyama 및 T. Okazaki의 Nucl. Fusion 39, 2001(1999) 참조) 및 회전 자기장(RMF)에 의한 전류 구동(예를 들면, I. R. Jones의 Phys. Plasmas 6, 1950(1999) 참조)에 대한 최근 10년간의 개발에서 중요한 진전이 있었고, 이것도 또한 추가의 안정성을 제공한다.

FRC는 구분선 내측의 폐역선(closed field line)의 토러스(torus) 및 구분선 바로 외측의 개역선(open field line)에서의 환상 에지층으로 구성된다. 에지층은 FRC 길이를 넘어 제트로 합체하여 자연적 디버터를 제공한다. FRC 토폴로지는 자기장 반전 미러 플라즈마의 토폴로지와 일치한다. 그러나 중요한 차이점은 FRC 플라즈마가 약 10의 내부 β를 가질 수 있다는 점이다. 고유의 낮은 내부 자기장은 FRC 마이너 반지름에 필적하는 어떤 고유의 운동 입자 모집단, 즉 큰 라머(larmor) 반지름을 가진 입자를 제공한다. 이것은 최근의 충돌-합병 실험에서 생성된 것과 같은 과거 및 현재 FRC의 전체 안정성에 적어도 부분적으로 기여하는 것으로 나타나는 강한 운동 효과이다.

오래전에 제안된 충돌-합병 기술(예를 들면, D. R. Wells의 Phys. Fluids 9, 1010(1966) 참조)은 크게 더욱 진보되었다. 즉, 밀폐실의 양단에서의 2개의 별도의 쎄타-핀치는 2개의 플라즈모이드(예를 들면, 2개의 콤팩트 토리)를 동시에 발생하고 플라즈모이드를 서로를 향해 고속으로 가속시키며, 이들은 그 다음에 밀폐실의 중앙에서 충돌하고 합병하여 복합 FRC를 형성한다. 현재까지 최대 FRC 실험 중 하나의 구성 및 성공적인 동작에서, 종래의 충돌-합병 방법은 안정되고 수명이 길며 고유량 고온의 FRC를 생성하는 것으로 나타났다(예를 들면, M. Binderbauer, H. Y. Guo, M. Tuszewski 등의 Phys. Rev. Lett. 105, 045003(2010) 참조하고, 이 문헌은 인용에 의해 여기에 통합된다). 관련 실험에서, 동일한 연구팀은 중앙 압축실에서 고밀도 과도 플라즈마를 생성하기 위해 충돌-합병 기술을 동시 축방향 가속 및 방사상 압축과 결합하였다(예를 들면, V. Bystritskii, M. Anderson, M. Binderbauer 등의 Paper P1-1, IEEE PPPS 2013, 캘리포니아 샌프란시스코(이하, "바이스트리츠키"라고 함) 참조하고, 이 문헌은 인용에 의해 여기에 통합된다). 바이스트리츠키에서 보고된 상기 후자의 실험은 최종의 충돌 합병 전에 복수의 가속 및 압축 스테이지를 이용하였고 본 특허 출원과 관련된 시스템의 전조 개념을 나타낸다.

여기에서 설명하는 실시형태와 대조적으로, 바이스트리츠키에서 설명된 전조 시스템은 능동 고속 자기 코일을 이용하여 동일 스테이지에서 콤팩트 토리를 동시에 압축 및 가속하는 것이 특징이다. 합병된 콤팩트 토리를 자기적으로 압축하기 전에, 중앙 압축실의 어느 일측에 5개의 이러한 스테이지가 전개되었다. 비록 전조 실험이 상당한 성능을 달성하였지만, 이 전조 실험은 다음과 같은 단점을 드러내었다: (1) 동시 압축 및 가속은 자기 압축(magnitic compression)을 위해 전개되는 드라이버 에너지의 사용이 타이밍 불일치 때문에 비효율적이다; (2) 섹션들 사이를 통과하는 동안 플라즈마가 팽창되기 때문에 온도 및 밀도가 감소한다; (3) 인접 섹션들 사이에서의 갑작스런 통과는 플라즈마-벽 접촉 및 충격파의 발생에 기인하여 큰 손실을 야기한다.

안정성에 관한 기본적인 난제를 제외하고, 중간 밀도 방식의 펄스형 융합 개념은 적당한 운송 시간척도(timescale), 효율적 드라이버, 렙 레이트(rep-rate) 능력 및 적당한 최종 목표 조건을 다루어야 한다. 비록 전조 시스템이 장려하는 목표 조건에서 안정된 단일 방전을 성공적으로 달성하였지만, 형성과 최종 목표 파라미터(현재로서는 에너지, 유량 및 입자의 약 90%) 사이의 집합적 손실뿐만 아니라 드라이버와 플라즈마 사이의 결합 효율(현재 약 10-15%)이 실질적으로 개선될 필요가 있다.

그러므로 전술한 설명에 비추어, 이동 및 압축 손실을 크게 감소시키고 드라이버 효율을 증가시키는 펄스형 융합 개념의 개선된 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

여기에서 제공되는 본 발명의 실시형태는 우수한 안정성을 가질 뿐만 아니라 이동(translation) 및 압축 손실을 크게 감소시키고 드라이버와 플라즈마 간의 결합 효율을 증가시키는 콤팩트 토리 합병 및 압축 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이러한 시스템 및 방법은 콤팩트 중성자 소스(의학용 동위원소 생성, 핵폐기물 환경복원, 재료 연구, 중성자 방사선 촬영 및 단층촬영을 위한 것), 콤팩트 광자 소스(화학 생성 및 처리를 위한 것), 질량 분리 및 농축 시스템, 및 미래의 에너지 발생을 위한 융합용 및 융합 추진 시스템용 반응로 코어를 포함한 전반적인 각종 응용에 대한 통로를 제공한다.

여기에서 설명하는 시스템 및 방법은 2개의 콤팩트 토리를 서로를 향해 가속 및 가열하고, 궁극적으로 중앙 압축실에서 콤팩트 토리를 충돌시켜 자기적으로 고속 압축하기 위한 연속적이고 축방향으로 대칭인 가속 및 단열 압축 스테이지의 응용에 기초를 둔다.

소정의 실시형태에서, 콤팩트 토리를 합병 및 압축하는 시스템은 콤팩트 토리 형성, 고속 능동 자기 코일에 의한 축방향 가속, 원뿔모양으로 수축하는 유량 보존자(flux conserver)에 의한 수동 단열 압축, 및 최종적으로 중앙 압축실에서의 콤팩트 토리의 합병 및 최종의 고속 자기 압축으로 이루어진 스테이지화 대칭 시퀀스를 포함한다. 단열 압축이 뒤따르는 충분한 축방향 가속의 중간 단계들은 합병 및 최종 압축 전에 적당한 목표 조건을 달성하기 위해 복수 회 반복될 수 있다. 이 방법으로, 반응로는 시스템에 추가의 섹션을 추가함으로써 실현될 수 있다.

형성 및 가속 스테이지 또는 섹션과 중앙 압축실은 벽을 비도전성 재료, 즉 세라믹과 같은 절연 재료로 형성한 원통 형상이 바람직하다. 압축 스테이지 또는 섹션은 벽을 금속과 같은 도전성 재료로 형성한 절두 원뿔 형상이 바람직하다.

저속 코일에 의해 공급되는 자기 바이어스 필드(DC 가이드 필드)를 제외하고, 형성 섹션, 가속 섹션 및 압축실은 고속 능동 자기 코일을 구동하는 모듈식의 펄스형 전원 시스템을 포함한다. 펄스형 전원 시스템은 콤팩트 토리가 형성 섹션 내에서 자연 위치에(in-situ) 형성되게 하고, 제1 압축 섹션으로 가속 및 주입되게 하며(=정적 형성), 가속 섹션에서 가속되고 다음 압축 섹션으로 주입되고, 등등, 그 다음에 압축실에서 자기적으로 압축되게 한다. 시스템의 축을 따라 전체적으로 위치된 저속 또는 DC 자기 코일 시스템은 콤팩트 토리가 중앙 압축실의 중간면(mid-plane) 쪽으로 섹션을 통해 이동할 때 콤팩트 토리를 적절히 중심잡기 위해 축방향 자기 가이드 필드를 제공한다.

대안적으로, 형성 섹션의 모듈식 펄스형 전원 시스템은 콤팩트 토리가 동시에 형성되고 가속되게 하는 방식(=동적 형성)으로 고속 능동 자기 코일을 또한 구동할 수 있다.

여기에서 설명하는 시스템 및 방법은 시작 구성을 제공하기 위해 자기 밀폐라고 알려진 최고 베타 플라즈마 중에서 FRC를 전개한다. 추가의 수동 및 능동 압축은 이 고도로 효율적인 자기 토폴로지에서 구축된다. 단순 유량 보존 원뿔 섹션에서 단열 압축이 뒤따르는 능동 고속 자석 섹션을 통한 축방향 가속을 이용하는 처리는 가장 덜 복잡한 펄스형 전원 회로에 의한 가장 효율적인 에너지 전달을 제공한다. 더 나아가, 이러한 기본 빌딩 블록들은 고유적으로 알맞은 압축 스케일링, 즉 Δp∝R⁴의 추가 장점을 취하도록 순서화될 수 있다.

다른 실시형태에서, 시스템은 FRC 스타터 플라즈마 대신에 스페로막을 전개하도록 구성된다.

다른 실시형태에서, 시스템은 콤팩트 토리 형성, 고속 능동 자기 코일에 의한 축방향 가속, 원뿔모양으로 수축하는 유량 보존자에 의한 수동 단열 압축, 및 최종적으로 중앙 압축실에서의 콤팩트 토리의 합병 및 최종의 고속 자기 압축을 포함한, 중앙 압축실의 단일측으로부터의 스테이지화 비대칭 시퀀스를 포함한다. 이러한 비대칭 시스템은 중앙 압축실의 외측 부근에 위치된 미러 또는 바운스 콘(bounce cone)을 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 시스템은 중앙 압축실에서의 고속 라이너 압축을 위해 금속과 같은 도전성 재료로 구성된 얇은 원통형 쉘(shell) 또는 라이너를 포함한다.

예시적인 실시형태의 다른 시스템, 방법, 특징 및 장점은 이하에서 설명하는 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조함으로써 당업자에게 명백하게 될 것이다.

본 명세서의 일부로서 포함되는 첨부 도면은 현재로서 양호한 실시형태를 나타내고, 전술한 일반적인 설명 및 후술하는 양호한 실시형태에 관한 구체적인 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하고 교시하기 위해 소용된다.
도 1은 콤팩트 토리를 형성하고 가속하고 단열적으로 압축하고 합병하고 마지막으로 자기적으로 압축하는 시스템의 기본 배치를 보인 도이다.
도 2는 형성 섹션 및 가속 섹션에 대한 펄스형 전원 시스템의 컴포넌트들을 보인 개략도이다.
도 3은 개별적인 펄스형 전력 형성 및 가속 스키드의 등각 투영도이다.
도 4는 형성 및 가속 튜브 조립체의 등각 투영도이다.
도 5는 콤팩트 토리를 형성하고 가속하고 단열적으로 압축하고 합병하고 마지막으로 자기적으로 압축하는 비대칭 시스템의 다른 실시형태의 기본 배치를 보인 도이다.
도 6은 중앙 압축실에서의 고속 라이너 압축을 위해 중앙 압축실 내에 배치되는 쉘 또는 라이너를 포함하도록 수정된, 도 1에 도시된 시스템의 상세도이다.
도면들은 반드시 정확한 축척으로 작도된 것이 아니고, 유사한 구조 또는 기능의 요소들은 도면 전체에 걸쳐서 예시 목적으로 동일한 참조 번호에 의해 일반적으로 표시된다는 점에 주목하여야 한다. 도면들은 여기에서 제공하는 각종 실시형태의 설명을 쉽게 하기 위한 것으로만 의도된다는 점에 또한 주목하여야 한다. 도면들은 여기에서 제공하는 교시의 모든 양태를 필수적으로 묘사하지 않고 특허 청구의 범위를 제한하지 않는다.

여기에서 제공하는 본 발명의 실시형태는 우수한 안정성을 가질 뿐만 아니라 이동 및 압축 손실을 크게 감소시키고 드라이버와 플라즈마 간의 결합 효율을 증가시키는 콤팩트 토리 합병 및 압축 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이러한 시스템 및 방법은 콤팩트 중성자 소스(의학용 동위원소 생성, 핵폐기물 환경복원, 재료 연구, 중성자 방사선 촬영 및 단층촬영을 위한 것), 콤팩트 광자 소스(화학 생성 및 처리를 위한 것), 질량 분리 및 농축 시스템, 및 미래의 에너지 발생을 위한 융합용 및 융합 추진 시스템용 반응로 코어를 포함한 전반적인 각종 응용에 대한 통로를 제공한다.

여기에서 설명하는 시스템 및 방법은 2개의 콤팩트 토리를 서로를 향해 가속 및 가열하고, 최종적으로 중앙 압축실에서 콤팩트 토리를 충돌시키고 자기적으로 고속 압축하기 위한 연속적이고 축방향으로 대칭인 가속 및 단열 압축 스테이지의 응용에 기초를 둔다. 도 1은 콤팩트 토리를 형성하고 가속하고 단열적으로 압축하고 합병하고 마지막으로 자기적으로 압축하는 시스템(10)의 기본 배치를 보인 도이다.

도시된 바와 같이, 시스템은 형성 섹션(12N, 12S)에서의 콤팩트 토리 형성, 고속 능동 자기 코일(32N, 32S, 36N, 36S)에 의한 섹션(12N, 12S, 16N, 16S)을 통한 축방향 가속, 섹션(14N, 14S, 18N, 18S)에서의 원뿔모양으로 수축하는 유량 보존자에 의한 수동 단열 압축, 및 고속 능동 자기 코일(40)에 의한 중앙 압축실(20)에서의 콤팩트 토리의 최종적인 합병 및 최종의 고속 자기 압축으로 이루어진 스테이지화 대칭 시퀀스를 포함한다. 도시된 바와 같이, 단열 압축이 뒤따르는 충분한 축방향 가속의 중간 단계들은 합병 및 최종 압축 전에 적당한 목표 조건을 달성하기 위해 복수 회 반복될 수 있다. 이 방법으로, 반응로는 도시된 시스템에 추가의 섹션들을 추가함으로써 실현될 수 있다.

도시된 것처럼, 형성 및 가속 스테이지 또는 섹션(12N, 12S, 16N, 16S)과 중앙 압축실(20)은 벽을 비도전성 재료, 즉 세라믹과 같은 절연 재료로 형성한 원통 형상이 바람직하다. 압축 스테이지 또는 섹션(14N, 14S, 18N, 18S)은 벽을 금속과 같은 도전성 재료로 형성한 절두 원뿔 형상이 바람직하다.

저속 수동 코일(30)에 의해 공급되는 자기 바이어스 필드(DC 가이드 필드)를 제외하고, 형성 섹션(12N, 12S), 가속 섹션(16N, 16S) 및 압축실(20)은 고속 능동 자기 코일(32N, 32S, 36N, 36S, 40)을 구동하는 모듈식의 펄스형 전원 시스템을 포함한다. 펄스형 전원 시스템은 콤팩트 토리가 형성 섹션(12N, 12S) 내에서 자연 위치에 형성되고, 제1 압축 섹션(14N, 14S)으로 가속 및 주입되고(=정적 형성), 가속 섹션(16N, 16S)에서 가속되고, 다음 압축 섹션(18N, 18S)으로 주입되고, 등등, 그 다음에 압축실(20)에서 자기적으로 압축되게 한다. 시스템의 축을 따라 전체적으로 위치된 저속 수동 자기 코일 시스템(30)은 콤팩트 토리를 적절히 중심잡기 위한 축방향 자기 안내 필드를 제공한다.

대안적으로, 형성 섹션의 모듈식 펄스형 전원 시스템은 콤팩트 토리가 동시에 형성되고 가속되게 하는 방식(=동적 형성)으로 고속 자기 코일을 또한 구동할 수 있다.

여기에서 설명하는 시스템 및 방법은 시작 구성을 제공하기 위해 자기 밀폐라고 알려진 최고 베타 플라즈마 중에서 FRC를 전개한다. 추가의 수동 및 능동 압축은 이 고도로 효율적인 자기 토폴로지에서 구축된다. 단순한 유량 보존 원뿔형 섹션에서의 단열 압축이 뒤따르는 능동 고속 자석 섹션들을 통한 축방향 가속을 이용하는 처리는 가장 덜 복잡한 펄스형 전원 회로에 의한 가장 효율적인 에너지 전달을 제공한다. 더 나아가, 이러한 기본 빌딩 블록들은 고유적으로 알맞은 압축 스케일링, 즉 Δp∝R⁴의 추가 장점을 취하도록 순서화될 수 있다.

현재까지의 실험적 및 이론적 조사에 기초해서, FRC 스타터 플라즈마를 이용한 바이스트리츠키가 설명하는 전조 실험은 1 keV에서 약 10¹⁷ cm^-3의 밀도를 달성하였다. 여기에서 제안하는 실시형태는 1 keV에서 약 10¹⁸ cm^-3의 밀도를 달성하는 것으로 추정되고, 한편 중앙 압축실 및 고속 자기 코일에 대한 추가의 스테이지 추가 및 적당한 업그레이드는 완전한 로슨(Lawson) 조건에서 약 10¹⁸ cm^-3의 최종 밀도를 산출할 수 있다.

다른 실시형태에서, 시스템은 콤팩트 토리 형성, 고속 능동 자기 코일에 의한 축방향 가속, 원뿔모양으로 수축하는 유량 보존자에 의한 수동 단열 압축, 및 최종적으로 중앙 압축실에서의 콤팩트 토리의 합병 및 최종의 고속 자기 압축을 포함한, 중앙 압축실의 단일측으로부터의 스테이지화 비대칭 시퀀스를 포함한다. 이러한 비대칭 시스템은 미러 또는 바운스 콘을 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 시스템은 중앙 압축실에서의 고속 라이너 압축을 위해 예컨대 금속과 같은 도전성 재료로 구성된 얇은 원통형 쉘 또는 라이너를 포함한다.

오늘날의 융합 개념은 안정 상태 또는 초단 펄스 방식에 초점을 둔다. 이 두가지 접근법은 큰 자금 투자를 요구한다. 즉 정상 상태 자기 융합에서는 대형 초전도 자석 및 보조 가열/전류 구동 기술에 의해 높은 비용이 발생하고; 관성 방식은 나노초 시간척도를 통한 큰 에너지 전달에 기인하여 높은 드라이버 비용이 지배적이다. 여기에서 제시되는 실시형태는 콤팩트 사이즈 및 부차적 밀리초(sub-millisecond) 시간척도에 특징이 있다. 이것은 완화된 피크 전력 필요조건 및 매력적인 중간 시간척도를 갖는 체제를 유도한다.

도면을 좀 더 자세히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하는 시스템(10)은 중앙 압축실(20), 및 정반대측에 배치되는 한 쌍의 남측 및 북측 콤팩트 토리 형성 섹션(12N, 12S)을 포함한다. 제1 및 제2 형성 섹션(12N, 12S)은 제1 및 제2 콤팩트 플라즈마 토리를 발생하고 압축실(20)의 중간면 쪽으로 축방향으로 가속 및 이동시키는 모듈화 형성 및 가속 시스템(120)(도 2-4를 참조하여 뒤에서 자세히 설명함)을 포함한다.

도시된 것처럼, 시스템(10)은 북측 및 남측 형성 섹션(12N, 12S)의 출구 단부에 제1 단부가 결합된 정반대측에 배치된 제1쌍의 북측 및 남측 압축 섹션(14N, 14S)을 또한 포함한다. 상기 북측 및 남측 압축 섹션(14N, 14S)은 콤팩트 토리가 압축실(20)의 중간면 쪽으로 북측 및 남측 압축 섹션(14N, 14S)을 횡단할 때 콤팩트 토리를 단열적으로 압축하도록 구성된다.

도시된 것처럼, 시스템(10)은 제1쌍의 북측 및 남측 압축 섹션(14N, 14S)의 제2 단부에 제1 단부가 결합된 정반대측에 배치된 한 쌍의 북측 및 남측 가속 섹션(16N, 16S)을 또한 포함한다. 상기 북측 및 남측 가속 섹션(16N, 16S)은 콤팩트 토리를 압축실(20)의 중간면쪽으로 축방향을 따라 가속 및 이동시키는 모듈화 가속 시스템(도 2-4를 참조하여 뒤에서 자세히 설명함)을 포함한다.

도시된 것처럼, 시스템(10)은 북측 및 남측 가속 섹션(16N, 16S)의 제2 단부에 제1 단부가 결합되고 압축실의 제1 및 제2의 정반대측 단부에 제2 단부가 결합된 정반대측에 배치된 제2쌍의 북측 및 남측 압축 섹션(18N, 18S)을 또한 포함하고, 상기 제2쌍의 북측 및 남측 압축 섹션(18N, 18S)은 콤팩트 토리가 압축실(20)의 중간면 쪽으로 상기 제2쌍의 북측 및 남측 압축 섹션(18N, 18S)을 횡단할 때 콤팩트 토리를 단열적으로 압축하도록 구성된다.

압축실은 충돌 및 합병시에 콤팩트 토리를 자기적으로 압축하도록 구성된 모듈화 압축 시스템을 포함한다.

도시된 것처럼, 북측 및 남측 형성 섹션(12N, 12S), 북측 및 남측 가속 섹션(16N, 16S) 및 압축실(20)은 원통 형상을 갖는다. 북측 및 남측 가속 섹션(16N, 16S)의 직경은 북측 및 남측 형성 섹션(12N, 12S)의 직경보다 작고, 압축실(20)의 직경은 북측 및 남측 가속 섹션(16N, 16S)의 직경보다 작다.

제1 및 제2쌍의 북측 및 남측 압축 섹션(14N, 14S, 18N, 18S)은 그 직경이 제2 단부에서보다 제1 단부에서 더 큰 절두형 원뿔 형상을 가짐으로써 형성 섹션(12N, 12S)로부터 가속 섹션(16N, 16S) 및 압축실(20)까지 시스템(10)의 전체 직경이 변이되게 한다. 도시된 것처럼 북측 및 남측 형성 섹션(12N, 12S), 제1쌍의 북측 및 남측 압축 섹션(14N, 14S), 북측 및 남측 가속 섹션(16N, 16S), 및 제2쌍의 북측 및 남측 압축 섹션(18N, 18S)은 축방향으로 대칭이다.

도시된 것처럼, 복수의 능동 자기 코일(32N, 32S)의 제1 및 제2 집합이 북측 및 남측 형성 섹션(12N, 12S)을 따라 축방향으로 그 주위에 배치되고, 복수의 능동 자기 코일(36N, 36S)의 제3 및 제4 집합이 북측 및 남측 가속 섹션(16N, 16S)을 따라 축방향으로 그 주위에 배치되며, 복수의 능동 자기 코일(40)의 제5 집합(40)이 압축실(20)을 따라 축방향으로 그 주위에 배치된다.

압축 섹션(14N, 14S, 18N, 18S)은 금속과 같은 도전성 재료로 형성되는 것이 바람직하고, 중앙 압축실(20)과 형성 섹션(12N, 12S) 및 가속 섹션(16N, 16S)은 비도전성, 즉 세라믹과 같은 절연 재료로 형성되는 것이 바람직하다.

도시된 것처럼, 중앙 압축실과 형성 섹션, 압축 섹션 및 가속 섹션을 통해 그 내부에서 축방향으로 연장하는 바이어스 즉 DC 가이드 필드를 형성하기 위해 복수의 DC 자기 코일(30)이 중앙 압축실(20)과 형성 섹션, 압축 섹션 및 가속 섹션(12N, 12S, 14N, 14S, 16N, 16S, 18N, 18S)을 따라 축방향으로 그 주위에 배치된다.

도 2-4에 도시된 트리거링 제어 및 스위치 시스템(120)은 북측 및 남측 형성 섹션(12N, 12S)에서 능동 자기 코일(32N, 32S)에 의한 콤팩트 토리 형성, 북측 및 남측 가속 섹션(16N, 16S)에서 능동 자기 코일(36N, 36S)에 의한 축방향 가속, 및 압축실(20)에서 능동 자기 코일(40)에 의한 압축으로 이루어진 스테이지화 대칭 시퀀스가 가능하도록 구성된다. 트리거링 제어 및 스위치 시스템(120)은 북측 및 남측 형성 섹션(12N, 12S)에서의 콤팩트 토리 형성 및 가속, 북측 및 남측 가속 섹션(16N, 16S)에서의 콤팩트 토리 가속, 및 압축실(20)에서의 콤팩트 토리 합병 및 압축을 동기화하도록 구성된다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 형성 섹션(12N, 12S), 가속 섹션(16N, 16S) 및 압축실(20)의 복수의 능동 자석(32N, 32S, 36N, 36S, 40)의 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 집합 중 개개의 집합에 대응하고 그 개개의 집합에 전력을 공급하는 개별 펄스형 전원 시스템(120)이 도시되어 있다. 형성 섹션에서, 펄스형 전원 시스템(120)은 콤팩트 토리를 형성하기 위해 수정된 쎄타-핀치 원리로 동작한다. 도 2 내지 도 4는 펄스형 전원 시스템(120)의 주 빌딩 블록 및 배열을 보인 것이다. 펄스형 전원 시스템(120)은 섹션 튜브(140) 주위를 감싸는 스트랩 조립체(130)(=스트랩)의 코일(132)들의 부분집합을 각각 여자하는 개별 유닛(=스키드)(122)으로 이루어진 모듈식 펄스형 전력 배열로 구성된다. 각각의 스키드(122)는 커패시터(121), 인덕터(123), 고속 고전류 스위치(125) 및 관련 트리거(124) 및 덤프 회로(126)로 구성된다. 이러한 컴포넌트들의 조화된 동작이 형성 섹션(12N, 12S), 가속 섹션(16N, 16S) 및 압축실(20) 각각에서의 펄스형 전원 시스템(120)들 간의 동기화 타이밍을 가능하게 하는 최신식의 트리거 및 제어 시스템(124, 126)을 통해 달성되고, 스위칭 지터를 수십 나노초까지 최소화한다. 이 모듈식 설계의 장점은 그 융통성 있는 동작이다. 형성 섹션(12N, 12S)에서, FRC는 자연 위치에서 형성되고 그 다음에 가속 및 주입되거나(=정적 형성), 또는 동시에 형성 및 가속된다(=동적 형성).

동작시에, DC 가이드 필드는 압축실(20), 형성 섹션(12N, 12S), 가속 섹션(16N, 16S) 및 압축 섹션(14N, 14S, 18N, 18S) 내에서 수동 코일(30)에 의해 발생되고 이 부분들을 통하여 축방향으로 연장한다. 콤팩트 토리는 그 다음에 형성 섹션(12N, 12S) 및 가속 섹션(16N, 16S) 내의 스테이지화 대칭 시퀀스에서 형성되어 중앙 압축실(20)의 중간면 쪽으로 가속되고, 압축 섹션(14N, 14S, 18N, 18S) 내에서 수동으로 단열적으로 압축되며, 중앙 압축실(20) 내에서 합병 및 자기적으로 압축된다. 콤팩트 토리를 형성하고 가속하고 압축하는 이러한 단계들은 중앙 압축실(20)에서의 콤팩트 토리의 충돌 및 합병을 야기한다.

콤팩트 토리는 형성 섹션(12N, 12S)을 따라 축방향으로 그 주위에서 연장하는 능동 자기 코일(32N, 32S)에 급전함으로써 형성 및 가속되고, 가속 섹션(16N, 16S)을 따라 축방향으로 그 주위에서 연장하는 능동 자기 코일(35N, 35S)에 급전함으로써 더욱 가속되며, 압축실(20)을 따라 축방향으로 그 주위에서 연장하는 능동 자기 코일(40)에 급전함으로써 압축된다. 콤팩트 토리를 형성하고 가속하고 압축하는 단계들은 형성 섹션(12N, 12S)과 가속 섹션(16N, 16S)을 따라 그 주위에 배치된 정반대측 쌍의 능동 자기 코일(32N과 32S, 및 36N과 36S), 및 압축실(20)을 따라 그 주위에 배치된 능동 자기 코일(40)의 집합을 동기적으로 여자하는 단계를 또한 포함한다.

콤팩트 토리가 압축실(20)의 중간면 쪽으로 가속되기 때문에, 콤팩트 토리는 콤팩트 토리가 압축 스테이지(14N, 14S, 18N, 18S)의 원뿔식으로 수축하는 유량 보존자를 통하여 이동할 때 압축된다.

도 5를 참조하면, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하는 시스템(100)의 대안적인 실시형태가 도시되어 있다. 도시된 것처럼, 시스템(100)은 중앙 압축실(20)의 단일측으로부터의 스테이지화 비대칭 시퀀스를 포함한다. 시스템(100)은 단일 콤팩트 토로이드 형성 섹션(12S), 상기 형성 섹션(12S)의 출구 단부에 제1 단부가 결합된 제1 압축 섹션(14S), 상기 압축 섹션(14S)의 제2 단부에 제1 단부가 결합된 가속 섹션(16S), 상기 가속 섹션(16S)의 제2 단부에 제1 단부가 결합되고 압축실(20)의 제1 단부에 제2 단부가 결합된 제2 압축 섹션(18S)을 포함한다. 미러 또는 바운스 콘(50)은 상기 중앙 압축실(20)의 다른 단부 부근에 배치된다.

동작시에, 제1 콤팩트 토로이드는 형성 섹션(12S) 내의 스테이지화 시퀀스에서 형성되어 가속되고, 그 다음에 중앙 압축실(20)의 중간면 쪽으로 하나 이상의 가속 스테이지(16S)에서 가속되어 제2 콤팩트 토로이드와 충돌 및 합병된다. 제1 콤팩트 토로이드는 하나 이상의 압축 스테이지(14S, 18S) 내에서 수동으로 단열적으로 압축되고, 그 다음에 중앙 압축실(20)에서 제2 콤팩트 토로이드와 합병된 콤팩트 토로이드로서 자기적으로 압축된다.

제2 콤팩트 토로이드는 형성 섹션(12S) 및 하나 이상의 가속 스테이지(16S) 내의 스테이지화 시퀀스에서 형성되고 중앙 압축실(20)의 중간면 쪽으로 가속되며, 하나 이상의 압축 스테이지에서 수동으로 단열적으로 압축되고, 그 다음에 중앙 압축실(20)의 단부 부근에 미러 또는 바운스 콘(50)이 배치된 중앙 압축실(20)을 통과할 때 중앙 압축실(20)의 중간면 쪽으로 역으로 바이어스된다.

이제, 도 6을 참조하면, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하는 시스템(200)의 대안적 실시형태가 압축실(20)의 양측에 결합된 정반대측의 압축 섹션(18N, 18S)과 함께 압축실(20)을 보이는 부분 상세도가 도시되어 있다. 시스템(200)은 또한 고속 라이너 압축을 위해 중앙 압축실(20) 내에 배치된 원통형 쉘 또는 라이너(60)를 포함한다.

비록 본 발명은 각종 수정 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그 특정 예를 도면에 도시하고 여기에서 자세히 설명하였다. 그러나 본 발명은 개시된 특수한 형태 또는 방법으로 제한되지 않고, 본 발명은 첨부된 특허 청구범위의 정신 및 범위 내에 있는 모든 수정예, 균등물 및 대안예를 포함한다는 것을 이해하여야 한다.

상기 설명에서, 단지 설명의 목적상, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적인 전문어가 개시된다. 그러나 당업자라면 이러한 구체적인 세부는 본 발명의 교시를 실시하기 위해 반드시 필요한 것이 아님을 이해할 것이다.

대표적인 예 및 종속 청구항의 각종 특징은 본 발명의 추가적인 유용한 실시형태를 제공하기 위해 구체적으로 및 명시적으로 설명되지 않은 방식으로 결합될 수 있다. 모든 값의 범위 또는 엔티티 그룹의 표시는 최초 설명의 목적으로, 및 청구된 주제를 제한할 목적으로 모든 가능한 중간 값 또는 중간 엔티티를 포함한다는 점에 또한 주목해야 한다.

콤팩트 토리를 합병 및 압축하는 시스템 및 방법이 개시되었다. 여기에서 설명한 실시형태들은 설명을 위한 것이고 발명의 주제를 제한하는 것으로 고려되지 않는다는 점을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위 또는 정신으로부터 벗어나지 않은 각종 수정, 용도, 치환, 결합, 개선, 생산 방법들이 당업자에게는 명백할 것이다. 예를 들면, 독자는 여기에서 설명한 처리 동작들의 특정 순서 및 조합이 다르게 명시되지 않는 한 단지 예시하는 것이고, 본 발명은 다른 또는 추가적인 처리 동작, 또는 처리 동작의 다른 조합 또는 순서를 이용하여 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 예로서, 일 실시형태의 각 특징은 다른 실시형태에서 나타나는 다른 특징과 혼합 및 정합될 수 있다. 당업자에게 알려진 특징 및 처리는 필요에 따라 유사하게 통합될 수 있다. 추가로 및 명백하게, 특징들은 필요에 따라 가감될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허 청구범위 및 그 균등물에 따르는 경우를 제외하고 제한되지 않는다.

Claims

콤팩트 토리 플라즈마(compact tori plasma)를 합병(merge) 및 압축하기 위한 시스템에 있어서,
압축실,
상기 압축실에 대하여 서로 대칭적으로 위치된 제1 및 제2 콤팩트 토리 형성 섹션 - 상기 제1 및 제2 형성 섹션은, 제1 및 제2 플라즈마 콤팩트 토리를 발생시키고 상기 콤팩트 토리를 상기 압축실의 중간면 쪽으로 축방향으로 가속시키기 위한 모듈식 형성 시스템을 포함함 - ,
상기 압축실에 대하여 서로 대칭적으로 위치된 제1 및 제2 압축 섹션 - 상기 제1 및 제2 압축 섹션은, 제1 단부 상에서 상기 제1 및 제2 형성 섹션의 출구 단부에 결합되며, 상기 콤팩트 토리가 상기 압축실의 중간면 쪽으로 상기 제1 및 제2 압축 섹션을 횡단할 때 상기 콤팩트 토리를 단열적으로 압축하도록 구성됨 - ,
상기 압축실에 대하여 서로 대칭적으로 위치된 제1 및 제2 가속 섹션 - 상기 제1 및 제2 가속 섹션은, 제1 단부 상에서 상기 제1 및 제2 압축 섹션의 제2 단부에 결합되며, 상기 콤팩트 토리를 상기 압축실의 중간면 쪽으로 축방향으로 가속시키기 위한 모듈식 가속 시스템을 포함함 - , 및
상기 압축실에 대하여 서로 대칭적으로 위치된 제3 및 제4 압축 섹션 - 상기 제3 및 제4 압축 섹션은, 제1 단부 상에서 상기 제1 및 제2 가속 섹션의 제2 단부에 결합되고 제2 단부 상에서 상기 압축실의 정반대측(diametrically opposed)에 배치된 제1 및 제2 단부에 결합되며, 상기 콤팩트 토리가 상기 압축실의 중간면 쪽으로 상기 제3 및 제4 압축 섹션을 횡단할 때 상기 콤팩트 토리를 단열적으로 압축하도록 구성됨 -
을 포함하는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 상기 압축실은 상기 콤팩트 토리의 충돌 및 합병 시에 상기 콤팩트 토리를 자기적으로 압축하도록 구성되는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 상기 압축실은 상기 콤팩트 토리의 충돌 및 합병 시에 상기 콤팩트 토리를 자기적으로 압축하기 위한 모듈식 가속 시스템을 포함하는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 형성 섹션, 상기 제1 및 제2 가속 섹션, 및 상기 압축실은 원통 형상이고, 상기 제1 및 제2 가속 섹션의 직경은 상기 제1 및 제2 형성 섹션의 직경보다 더 작고, 상기 압축실의 직경은 상기 제1 및 제2 가속 섹션의 직경보다 더 작은, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 압축 섹션은 절두형 원뿔 형상이고, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 압축 섹션의 직경은 상기 제2 단부 상에서보다 상기 제1 단부 상에서 더 큰, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 형성 섹션, 상기 제1 및 제2 압축 섹션, 상기 제1 및 제2 가속 섹션, 및 상기 제3 및 제4 압축 섹션은 축방향으로 대칭인, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 능동 자기 코일이 상기 제1 및 제2 형성 섹션, 상기 제1 및 제2 가속 섹션, 및 상기 압축실을 따라 축방향으로 그 주위에 배치되는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 형성 섹션에서의 콤팩트 토리 형성 및 상기 제1 및 제2 가속 섹션에서의 능동 자기 코일에 의한 축방향 가속의 스테이지화(staged) 대칭 시퀀스를 가능하게 하도록 구성된 트리거링 제어 및 스위치 시스템을 더 포함하는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제8항에 있어서, 상기 트리거링 제어 및 스위치 시스템은, 상기 제1 및 제2 형성 섹션에서 콤팩트 토리 형성 및 가속을 동기화시키고 상기 제1 및 제2 가속 섹션에서 콤팩트 토리 가속을 동기화시키도록 구성되는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제9항에 있어서, 상기 트리거링 제어 및 스위치 시스템은 또한, 자기 압축을 상기 제1 및 제2 형성 섹션에서의 콤팩트 토리 형성 및 가속, 및 상기 제1 및 제2 가속 섹션에서의 콤팩트 토리 가속과 동기화시키도록 구성되는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축실과 상기 형성 섹션, 상기 압축 섹션, 및 상기 가속 섹션을 통해 그 내부에서 축방향으로 연장되는 바이어스 또는 DC 가이드 필드를 형성하기 위해 상기 압축실과 상기 형성 섹션, 상기 압축 섹션, 및 상기 가속 섹션을 따라 축방향으로 그 주위에 배치된 복수의 DC 자기 코일을 더 포함하는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고속 라이너 압축을 위해 상기 압축실 내에 위치된 원통형 쉘 또는 라이너를 더 포함하는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템에 있어서,
압축실,
콤팩트 토로이드 형성 섹션 - 상기 형성 섹션은, 콤팩트 토로이드를 발생시키고 상기 콤팩트 토로이드를 상기 압축실의 중간면 쪽으로 축방향으로 가속시키기 위한 모듈식 형성 시스템을 포함함 - ,
제1 압축 섹션 - 상기 제1 압축 섹션은, 제1 단부 상에서 상기 형성 섹션의 출구 단부에 결합되며, 상기 콤팩트 토로이드가 상기 압축실의 중간면 쪽으로 상기 제1 압축 섹션을 횡단할 때 상기 콤팩트 토로이드를 단열적으로 압축하도록 구성됨 - ,
가속 섹션 - 상기 가속 섹션은, 제1 단부 상에서 상기 제1 압축 섹션의 제2 단부에 결합되며, 상기 콤팩트 토로이드를 상기 압축실의 중간면 쪽으로 축방향으로 가속시키기 위한 모듈식 가속 시스템을 포함함 - ,
제2 압축 섹션 - 상기 제2 압축 섹션은, 제1 단부 상에서 상기 가속 섹션의 제2 단부에 결합되고 제2 단부 상에서 상기 압축실의 제1 단부에 결합되며, 상기 콤팩트 토로이드가 상기 압축실의 중간면 쪽으로 상기 제2 압축 섹션을 횡단할 때 상기 콤팩트 토로이드를 단열적으로 압축하도록 구성됨 -
을 포함하는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제13항에 있어서, 상기 압축실은 상기 콤팩트 토로이드를 자기적으로 압축하도록 구성되는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 형성 섹션, 상기 가속 섹션, 및 상기 압축실은 원통 형상이고, 상기 가속 섹션의 직경은 상기 형성 섹션의 직경보다 더 작고, 상기 압축실의 직경은 상기 가속 섹션의 직경보다 더 작은, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 압축 섹션은 절두 원뿔 형상이고, 상기 제1 및 제2 압축 섹션의 직경은 제2 단부 상에서보다 제1 단부 상에서 더 큰, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 형성 섹션, 상기 제1 및 제2 압축 섹션, 상기 가속 섹션, 및 상기 압축실은 축방향으로 정렬되는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 복수의 능동 자기 코일이 상기 형성 섹션, 상기 가속 섹션, 및 상기 압축실을 따라 축방향으로 그 주위에 배치되는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 콤팩트 토로이드 형성 및 능동 자기 코일에 의한 축방향 가속의 스테이지화 시퀀스를 가능하게 하도록 구성된 트리거링 제어 및 스위치 시스템을 더 포함하는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제19항에 있어서, 상기 트리거링 제어 및 스위치 시스템은 또한, 콤팩트 토로이드 형성 및 능동 자기 코일에 의한 축방향 가속의 스테이지화 시퀀스에 뒤따라서 스테이지화 시퀀스로 능동 자기 코일에 의한 상기 콤팩트 토로이드의 자기 압축을 가능하게 하도록 구성되는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제19항에 있어서, 상기 트리거링 제어 및 스위치 시스템은, 상기 형성 섹션에서의 콤팩트 토로이드 형성 및 가속을, 그리고 상기 가속 섹션에서의 콤팩트 토로이드 가속을, 제2 콤팩트 토로이드를 상기 압축실의 중간면에 위치시키는 것과 동기화시키도록 구성되는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제20항에 있어서, 상기 트리거링 제어 및 스위치 시스템은 또한, 상기 콤팩트 토로이드 및 제2 콤팩트 토로이드의 압축을 상기 형성 섹션에서의 콤팩트 토로이드 형성 및 가속, 상기 가속 섹션에서의 콤팩트 토로이드 가속, 및 상기 제2 콤팩트 토로이드를 상기 압축실의 중간면에 위치시키는 것과 동기화시키도록 구성되는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 압축실과 상기 형성 섹션, 상기 압축 섹션, 및 상기 가속 섹션을 통해 그 내부에서 축방향으로 연장되는 바이어스 또는 DC 가이드 필드를 형성하기 위해 상기 압축실과 상기 형성 섹션, 상기 압축 섹션, 및 상기 가속 섹션을 따라 축방향으로 그 주위에 배치된 복수의 DC 자기 코일을 더 포함하는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 고속 라이너 압축을 위해 상기 압축실 내에 위치된 원통형 쉘 또는 라이너를 더 포함하는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 압축실의 제2 단부에 결합된 미러와 바운스 콘 중 하나를 더 포함하는, 콤팩트 토리 플라즈마를 합병 및 압축하기 위한 시스템.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제