RU2003128090A

RU2003128090A - Импульсный плазменный ускоритель и способ ускорения плазмы

Info

Publication number: RU2003128090A
Application number: RU2003128090/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Антропов (RU); Николай Николаевич Антропов; конов Григорий Александрович Дь (RU); Григорий Александрович Дьяконов; Михаил Михайлович Орлов (RU); Михаил Михайлович Орлов; Гарри Алексеевич Попов (RU); Гарри Алексеевич Попов; Валерий Константинович Тютин (RU); Валерий Константинович Тютин; Владимир Николаевич Яковлев (RU); Владимир Николаевич Яковлев
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2005-03-20
Also published as: EP1668966A2; US20060244385A1; WO2005029927A2; WO2005029927A3; EP1668966B1; US7408303B2; RU2253953C1; DE602004008091T2; DE602004008091D1

Claims

1. Импульсный плазменный ускоритель, содержащий два электрода, установленные между электродами диэлектрические шашки, выполненные из аблирующего материала, разрядный канал с открытой торцевой частью, стенки которого образованы поверхностями электродов и диэлектрических шашек, накопитель энергии, токоподводы, соединяющие электроды с накопителем энергии, которые совместно с электродами и накопителем образуют внешнюю электрическую цепь, изолятор, установленный между электродами у торцевой части разрядного канала, противоположной открытой торцевой части, и устройство инициирования разряда, отличающийся тем, что характеристики внешней электрической цепи ускорителя выбраны из условия:

2≤ C/L,

где С - электрическая емкость внешней электрической цепи в мкФ,

L - индуктивность внешней электрической цепи в нГн, величина которой удовлетворяет условию: L≤ 100 нГн.

2. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что характеристики внешней электрической цепи ускорителя выбраны из условия: 2≤ C/L≤ 5.

3. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что индуктивность внешней электрической цепи выбирается в диапазоне L=20-100 нГн

4. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что электроды выполнены в форме пластин.

5. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что длина электродов превышает протяженность диэлектрических шашек в направлении ускорения плазмы.

6. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что диэлектрические шашки выполнены с возможностью перемещения в направлении к срединной линии разрядного канала, при этом ускоритель снабжен фиксатором положения диэлектрических шашек и средством, обеспечивающим их перемещение.

7. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что в изоляторе, установленном между электродами, выполнено углубление, обращенное к ускорительному каналу.

8. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что в изоляторе, установленном между электродами, выполнены выступы, обращенные к диэлектрическим шашкам, а в диэлектрических шашках выполнены углубления, соответствующие по форме выступам изолятора.

9. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что каждая из диэлектрических шашек выполнена, по меньшей мере, с одним продольным выступом, обращенным к электроду.

10. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что поверхности диэлектрических шашек, обращенные к разрядному каналу, выполнены скошенными по отношению к срединной линии разрядного канала так, что расстояние b_min между противолежащими поверхностями диэлектрических шашек со стороны изолятора и расстояние b_max между противолежащими поверхностями диэлектрических шашек со стороны открытого торца разрядного канала удовлетворяют условию: b_max/b_min≥ 1,2.

11. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что части электродов, расположенные за диэлектрическими шашками в направлении ускорения плазмы, установлены под углом α к срединной линии разрядного канала, при этом величина угла α выбирается из условия: 10° ≤ α ≤ 40° .

12. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что части электродов, расположенные за диэлектрическими шашками в направлении ускорения плазмы, выполнены плавно сужающимися в направлении ускорения плазмы, при этом максимальная d_max и минимальная d_min ширина электродов выбираются согласно условию: d_max/d_min≥ 2.

13. Ускоритель по п.1, отличающийся тем, что длина и ширина одного из электродов, служащего анодом, превышает длину и ширину второго электрода, служащего катодом.

14. Способ ускорения плазмы, включающий зажигание разряда в разрядном канале плазменного ускорителя с помощью устройства инициирования разряда и импульсную подачу разрядного напряжения от накопителя энергии через внешнюю электрическую цепь на электроды плазменного ускорителя, между которыми установлены диэлектрические шашки, выполненные из аблирующего материала, отличающийся тем, что в разрядном канале ускорителя зажигают и поддерживают квазиапериодические импульсные разряды при величине разрядного напряжения U не менее 1000 В и характеристиках внешней электрической цепи ускорителя, удовлетворяющих условию:

2L≤ C,

L - индуктивность внешней электрической цепи в нГн, величину которой удовлетворяет из условию: L≤ 100 нГн.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что квазиапериодические разряды зажигают и поддерживают при характеристиках внешней электрической цепи, выбранных из условия: 2≤ C/L≤ 5.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что квазиапериодические импульсные разряды зажигают и поддерживают при величине разрядного напряжения U=1000-2000 В.

17. Способ по п.14, отличающийся тем, что индуктивность L внешней электрической цепи выбирают в диапазоне L=20-100 нГн.

18. Способ по п.14, отличающийся тем, что для ускорения плазмы используют электроды в форме пластин.

19. Способ по п.14, отличающийся тем, что для ускорения плазмы используют электроды, длина которых превышает протяженность диэлектрических шашек в направлении ускорения плазмы.

20. Способ по п.14, отличающийся тем, что в процессе ускорения плазмы перемещают диэлектрические шашки в направлении к срединной линии разрядного канала до фиксированного положения относительно поверхности электродов.

21. Способ по п.14, отличающийся тем, что ускорение плазмы осуществляют в разрядном канале, в котором поверхности диэлектрических шашек выполнены скошенными по отношению к срединной линии разрядного канала так, что расстояние b_min между противолежащими поверхностями диэлектрических шашек со стороны изолятора и расстояние b_max между противолежащими поверхностями диэлектрических шашек со стороны открытого торца разрядного канала удовлетворяют условию: b_max/b_min≥ 1,2.

22. Способ по п.14, отличающийся тем, что ускорение плазмы осуществляют в разрядном канале, в котором части электродов, расположенные за диэлектрическими шашками в направлении ускорения плазмы, установлены под углом α к срединной линии разрядного канала, при этом величину угла α выбирают из условия: 10° ≤ α ≤ 40° .

23. Способ по п.14, отличающийся тем, что ускорение плазмы осуществляют в разрядном канале, в котором части электродов, расположенные за диэлектрическими шашками в направлении ускорения плазмы, выполнены плавно сужающимися в направлении ускорения плазмы, при этом максимальную d_max и минимальную d_min ширину электродов выбирают согласно условию: d_max/d_min≥ 2.

24. Способ по п.14, отличающийся тем, что ускорение плазмы осуществляют в разрядном канале, ограниченном изолятором, в котором выполнено углубление со стороны разрядного канала.

25. Способ по п.14, отличающийся тем, что ускорение плазмы осуществляют в разрядном канале, в котором длина и ширина одного из электродов, служащего анодом, превышает длину и ширину второго электрода, служащего катодом.