RU145256U1 - Устройство для стационарной генерации ионного пучка большой мощности - Google Patents
Устройство для стационарной генерации ионного пучка большой мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU145256U1 RU145256U1 RU2014103202/07U RU2014103202U RU145256U1 RU 145256 U1 RU145256 U1 RU 145256U1 RU 2014103202/07 U RU2014103202/07 U RU 2014103202/07U RU 2014103202 U RU2014103202 U RU 2014103202U RU 145256 U1 RU145256 U1 RU 145256U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ion
- electrodes
- optical system
- electrode
- ion beam
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
Устройство для стационарной генерации ионного пучка мегаваттного уровня мощности, состоящее из газоразрядной камеры, изолирующей высоковольтной конструкции и многоэлектродной ионно-оптической системы, электроды которой оборудованы каналами для охлаждения и подающими и сливными коллекторами для охлаждающей воды, отличающееся тем, что электроды ионно-оптической системы выполнены в виде многощелевой конструкции, а каналы охлаждения проложены вдоль перекладин щелей электродов.
Description
Полезная модель относится к инжекционной технике, применяемой для создания ионных пучков, и предназначено для обеспечения стационарной работы сильноточных источников ионных пучков мегаваттного уровня мощности.
В сильноточных источниках ионов водорода и его изотопов, применяемых в инжекторах быстрых атомов для нагрева плазмы в термоядерных установках (токамаки, стеллараторы и различные магнитные ловушки) и генерирующих потоки ионов мегаваттного уровня мощности, на электродах ионно-оптической системы (ИОС), формирующей пучок, выделяется, как правило, мощность в десятки и сотни киловатт. При относительно короткой (до 1 с) длительности импульса пучка устойчивую работу ИОС удается обеспечить применением периферийного охлаждения электродов, которые нагреваются в течение импульса и охлаждаются в паузе за счет отвода тепла на охлаждаемые водой держатели. При дальнейшем увеличении длительности импульса пучка электроды перегреваются, коробятся и перестают нормально функционировать и генерировать сфокусированный ионный поток. Соответственно, для обеспечения работы ионного источника с многосекундными импульсами и, тем более, для перехода в стационарный режим требуется непрерывно отводить с электродов поступающий на них поток тепла путем принудительной прокачки охлаждающей воды через тело электродов..
Известно устройство для стационарной генерации ионного пучка мегаваттного уровня мощности (Design of neutral beat system for ITER-FEAT, Fusion Engineering and Design 56-57, 2001, pp 517-521), которое состоит из газоразрядной камеры, изолирующей высоковольтной конструкции и многоэлектродной ИОС с большим количеством круглых апертур в каждом электроде для формирования отдельных ионных пучков, между которыми проложены каналы охлаждения, при этом каждый электрод имеет подающий и сливной коллекторы для охлаждающей воды. Применение в ИОС круглых апертур (многоапертурная ионная оптика) неизбежно уменьшает полезную площадь для извлечения ионов при заданных размерах эмиссионной поверхности плазмы в газоразрядной камере и тем самым уменьшает полную мощность извлекаемого ионного потока из источника. Кроме того, круглые апертуры имеют одинаковую угловую расходимость пучка по кругу из каждого отдельного отверстия.
Техническим результатом полезной модели является увеличение полной мощности извлекаемого ионного потока из источника при заданных его габаритах за счет лучшего использования эмиссионной площади газоразрядной камеры и уменьшение угловой расходимости извлеченного ионного пучка в направлении параллельном щелям ионной оптики.
Предлагается устройство для стационарной генерации ионного пучка большой мощности, состоящее из газоразрядной камеры, изолирующей высоковольтной конструкции и многоэлектродной ионно-оптической системы, электроды которой оборудованы каналами для охлаждения и подающими и сливными коллекторами для охлаждающей воды, при этом электроды ионно-оптической системы выполнены в виде многощелевой конструкции, а каналы охлаждения проложены вдоль перекладин щелей электродов.
На Фигуре 1 показан вид устройства в сборе, где
1 - охлаждаемая газоразрядная камера
2 - изолирующая высоковольтная конструкция
3 - охлаждаемая многоэлектродная ионно-оптическая система
4 - коллекторы для охлаждения многоэлектродной ионно-оптической системы
На Фигуре 2 показан один электрод многоапертурной многоэлектродной ионно-оптической системы (по прототипу)
5 - собственно электрод
6 - апертура для извлечения отдельного ионного пучка
На Фигуре 3 показан один электрод многощелевой многоэлектродной ионно-оптическая системы (заявляемой):
5 - собственно электрод
7 - щель для извлечения отдельного ионного пучка
8 - перекладина между соседними щелями
Устройство Фиг. 1 образует единый вакуумплотный узел за счет соединения газоразрядной камеры 1 и изолирующей высоковольтной конструкции 2, при этом внутри последней крепятся электроды 5 многоэлектродной ионно-оптической системы 3 и коллекторы для охлаждения электродов 4, имеющие выводы за пределы изолирующей высоковольтной конструкции.
Для увеличения полезной площади ионно-оптической системы 3 предлагается конструкция ионного источника, в которой электроды 5 имеют многощелевую конфигурацию. Охлаждение таких электродов осуществляется с помощью каналов, проложенных в перекладинах 8 щелевой ионно-оптической системы и присоединенных к подающим и сливным коллекторам 4 охлаждающей воды. При такой конструкции электродов увеличивается примерно в 1,3 общая площадь отбора потока ионов при заданном размере эмиссионной поверхности плазмы газоразрядной камеры 1, т.е при заданных поперечных размерах извлекаемого ионного пучка. Кроме того, угловая расходимость элементарных пучков из щелевой оптики вдоль щели 7 существенно меньше, чем по направлению поперек щели (Семашко и др. «Инжекторы быстрых атомов водорода», Москва, Энергоиздат, 1981, стр. 42). Поэтому итоговая расходимость полного пучка ионного источника вдоль щелей оказывается заметно меньше, чем поперек щелей. Это обстоятельство полезно для повышения эффективности транспортировки нейтрального пучка (получаемого после преобразования ионного пучка в атомный с помощью нейтрализатора) в разрядную камеру токамака, входные окна которого из-за наличия катушек тороидального магнитного поля, охватывающих камеру, практически всегда вытянуты в направлении, перпендикулярном экваториальной плоскости тора.
Claims (1)
- Устройство для стационарной генерации ионного пучка мегаваттного уровня мощности, состоящее из газоразрядной камеры, изолирующей высоковольтной конструкции и многоэлектродной ионно-оптической системы, электроды которой оборудованы каналами для охлаждения и подающими и сливными коллекторами для охлаждающей воды, отличающееся тем, что электроды ионно-оптической системы выполнены в виде многощелевой конструкции, а каналы охлаждения проложены вдоль перекладин щелей электродов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103202/07U RU145256U1 (ru) | 2014-01-30 | 2014-01-30 | Устройство для стационарной генерации ионного пучка большой мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103202/07U RU145256U1 (ru) | 2014-01-30 | 2014-01-30 | Устройство для стационарной генерации ионного пучка большой мощности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU145256U1 true RU145256U1 (ru) | 2014-09-10 |
Family
ID=51540778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014103202/07U RU145256U1 (ru) | 2014-01-30 | 2014-01-30 | Устройство для стационарной генерации ионного пучка большой мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU145256U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642852C1 (ru) * | 2016-10-27 | 2018-01-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Устройство для стационарной генерации ионного пучка |
-
2014
- 2014-01-30 RU RU2014103202/07U patent/RU145256U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642852C1 (ru) * | 2016-10-27 | 2018-01-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Устройство для стационарной генерации ионного пучка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhuo et al. | Terahertz generation from laser-driven ultrafast current propagation along a wire target | |
EA200701919A1 (ru) | Система для выработки электроэнергии из плазмы | |
CN104010430A (zh) | 离子加速装置和医疗用装置 | |
Haworth et al. | Improved electrostatic design for MILO cathodes | |
Davydenko et al. | High-current lanthanum-hexaboride electron emitter for a quasi-stationary arc plasma generator | |
RU145256U1 (ru) | Устройство для стационарной генерации ионного пучка большой мощности | |
Guzilov et al. | Commercial prototype of high efficiency S-band pulsed BAC MBK | |
CN105098580A (zh) | 一种气体放电预电离装置 | |
RU149963U1 (ru) | Ионный триод для генерации нейтронов | |
CN103165391A (zh) | 一种高价离子源的调制装置 | |
CN105470074A (zh) | 一种磁绝缘线振荡器 | |
WO2015147703A3 (ru) | Способ получения тепловой и электрической энергии и устройство для его реализации | |
RU2013113488A (ru) | Способ свч-генерации на основе электронных пучков | |
RU2467526C1 (ru) | Импульсная ускорительная нейтронная трубка | |
Abdrashitov et al. | Emission properties of inductively driven negative ion source for NBI | |
Kojima et al. | Long-pulse production of high current negative ion beam by using actively temperature controlled plasma grid for JT-60SA negative ion source | |
US10278276B2 (en) | Short pulse neutron generator | |
Abdrashitov et al. | Characteristics of a high-power RF source of negative hydrogen ions for neutral beam injection into controlled fusion devices | |
Astrelin et al. | Generation of a submillisecond electron beam with a high-density current in a plasma-emitter diode under the conditions of open plasma boundary emission | |
RU159831U1 (ru) | Вакуумная нейтронная трубка | |
KR101153391B1 (ko) | 이온원 장치 및 그 운전방법 | |
Ji et al. | Design of a compact ion beam transport system for the BELLA ion accelerator | |
Skalyga et al. | New developments in the field of high current ECR ion sources at the IAP RAS | |
RU2538386C1 (ru) | Вакуумный диод | |
Agafonov et al. | Dynamics of Plasma-beam formations in the acceleration gap of the pulse neutron generator-based vacuum neutron tube |