SU1621186A1 - Aerial device for exciting slow waves in plasma in magnetic trap - Google Patents

Aerial device for exciting slow waves in plasma in magnetic trap Download PDF

Info

Publication number
SU1621186A1
SU1621186A1 SU894717053A SU4717053A SU1621186A1 SU 1621186 A1 SU1621186 A1 SU 1621186A1 SU 894717053 A SU894717053 A SU 894717053A SU 4717053 A SU4717053 A SU 4717053A SU 1621186 A1 SU1621186 A1 SU 1621186A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
plasma
jumpers
conductors
waves
distance
Prior art date
Application number
SU894717053A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Викторович Лонгинов
Владимир Александрович Лукинов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8851
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8851 filed Critical Предприятие П/Я В-8851
Priority to SU894717053A priority Critical patent/SU1621186A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1621186A1 publication Critical patent/SU1621186A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к антенным устройствам дл  возбуждени  электромагнитных волн в плазме и может быть использовано дл  создани  и нагрева плазмы. Цель изабретеж  - повышение эффективности возбуждени  медленных кинетических волн в плазме магнитных ловушек. Устройство состоит из электропровод де го экрана 1 и замедл ющей структуры типа гребенки, выполненной в виде системы взаимно параллельных проводников 3, расположенных в плоскости, параллельной границе плазмы , между электропровод щим экраном 1 и границей плазмы перпендикул рно магнитному полю. Проводники 3 соединены с электропровод щим экраном 1 перемычками 4, рассто ние между которыми меньше половины длины волны. Перемычки 4 соседних проводников 3 смещены ,. одна относительно другой на рассто ние , равное половине рассто ни  ду перемычками 4 одного проводника 3, В промежутке между проводниками 3 и границей плазмы с помощью возбудител  щелевого или петлевого типа возбуждаютс  поверхностные медленные электромагнитные волны, бегущие вдоль направлени  магнитного пол . За счет, св зи на границе плазмы возбуждаютс  медленные кинетические волны, распростран ющеес  вглубь плазмы. 2 ил. Р ЪютThe invention relates to antenna devices for exciting electromagnetic waves in a plasma and can be used to generate and heat a plasma. The goal of the isetret is to increase the efficiency of the excitation of slow kinetic waves in the plasma of magnetic traps. The device consists of an electrically conductive screen 1 and a retarding comb-type structure made in the form of a system of mutually parallel conductors 3 located in a plane parallel to the plasma boundary between the electrically conductive screen 1 and the plasma boundary perpendicular to the magnetic field. The conductors 3 are connected to the electrically conductive screen 1 by jumpers 4, the distance between which is less than half the wavelength. Jumpers 4 adjacent conductors 3 are offset,. one relative to another at a distance equal to half the distance by the jumpers 4 of one conductor 3. In the gap between the conductors 3 and the plasma boundary, surface slow electromagnetic waves are driven by a slit or loop type exciter traveling along the direction of the magnetic field. Due to this, at the plasma boundary, slow kinetic waves, propagating deep into the plasma, are excited. 2 Il. R yut

Description

фиг.1figure 1

Изобретение относитс  к антенным устройствам дл  возбуждени  электромагнитных волн в плазме и может быть использовано дл  получени  и нагрева плазмы9 поддержани  стационарного тока в замкнутых магнитных ловушках, в том числе в термо дерном реакторе, а также дл  диагностических целей, например дл  приема излучени  из плазмы, The invention relates to antenna devices for exciting electromagnetic waves in a plasma and can be used to produce and heat a plasma9 to maintain a stationary current in closed magnetic traps, including in a nuclear reactor, as well as for diagnostic purposes, such as receiving radiation from plasma,

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности возбуждени  медлен- (ных кинетических волн, в плазме.The aim of the invention is to increase the efficiency of excitation of slow kinetic waves in a plasma.

На фиг о 1 изображено предлагаемое антенное устройствоj на фиг 2 - то же, вид со стороны плазмы (стрелками показаны токи в проводниках, которые могут привести к паразитному возбужде- нию быстрой волны), ,20Fig. 1 shows the proposed antenna device in Fig. 2 - the same view from the plasma side (arrows show currents in conductors that can lead to parasitic excitation of a fast wave),,

И области между экраном 1, которым может быть стенка вакуумной камерыAnd the area between the screen 1, which may be the wall of the vacuum chamber

5 five

00

Антенное устройство работает дующим образом,Antenna device works blowing

За счет использовани  возбудителей (не показан) в замедл ющей структуре, образованной системой проводников 3 и перемычек 4, и в вакуумном промежутке между проводниками 3 и плазмой возбуждаетс  поверхностна  медленна  электромагнитна  волна МВ(Э). Она распростран етс  вдоль замедл ющей структуры по направлению магнитного пол  БО и за счет св зи на границе плазмы между MB (Э) и МБ (К) возбуждает 5 МБ(К), котора  уносит энергию вглубь плазмы Благодар  использованию системы проводников 3, соединенных с экраном 1 перемычкой 4 с h d, замедление поверхностной МВ(Э) значительно больше единицы, что приводит к усилению св зи поверхности МВ(Э) с MB(К) и уменьшению длины затухани .Through the use of pathogens (not shown) in the retarding structure formed by the system of conductors 3 and jumpers 4, and in the vacuum gap between the conductors 3 and the plasma, the surface slow electromagnetic wave MV (E) is excited. It spreads along the retarding structure in the direction of the magnetic field of the BO and, due to the connection at the plasma boundary between MB (E) and MB (K), excites 5 MB (K), which carries energy deep into the plasma. Through the use of a system of conductors 3 connected to screen 1 with a jumper 4 with hd, the slowing down of the surface MV (E) is significantly greater than one, which leads to an increase in the coupling of the surface MV (E) with MB (K) and a decrease in the attenuation length.

магнитной ловушкиsи границей плазмы 2 расположена система плоских взаимно параллельных проводников Зг сориентированных ,перпендикул рно магнитному полю BQ„ Проводники 3 соединены с экраном 1 перемычками 4S имеющими круглое поперечное сечение Перемычки 4 соседних проводников сдвинуты одна относительно другой на рассто ние, равное половине рассто ни  1 между перемычками одного проводника (в шахматном пор дке), Рассто ние d между проводниками 3 и границей плазмы 2 выбираетс  меньше высоты h перемычек 4. Дл  антенного устройства (фиг. 1), предназначенного дл  возбуждени  медленных кинетических волн МБ(К) в тока маке со следующими параметрами периthe magnetic trap boundary of plasma 2 is a system of flat mutually parallel conductors Zr oriented, perpendicular to the magnetic field BQ. by the jumpers of one conductor (in chess order), the distance d between the conductors 3 and the plasma boundary 2 is chosen less than the height h of the jumpers 4. For the antenna device (Fig. 1), it is intended for the excitation of slow kinetic waves MB (K) in the current of a poppy with the following parameters

ферийной плазмы 4of plasma plasma 4

1011 1011

Т„ е В0 4Тл; пеT „e B0 4Tl; ne

- п ; -- P ; -

т; 200 ev,t; 200 ev,

3/СОС 1, 95; рабочий газ - дейтерий, где n ,J и п „ - плотность ионов и электронов; Т( и Те - температура ионов и электронов; 03 - кругова  частота генератора; G3C; - ионна  циклотронна  частотаj BQ - величина посто нного . магнитного пол , оптимальные размеры следующие; h 10 см и d 1 см, а рассто ние 1 1 м между соседними перемычками 4 одного проводника 3 выбираетс  значительно больше размера поперечного сечени  (диаметра) перемычек 4Э но меньше половины длины волны А . Дл  данных значений магнитного пол  В 2Тс/(0 5 м (с - скорость света в вакууме). Рассто ние между , проводниками 3 S 3 см.3 / SOS 1, 95; the working gas is deuterium, where n, J and n „are the density of ions and electrons; T (and Te are the temperature of ions and electrons; 03 is the circular frequency of the generator; G3C; is the ion cyclotron frequency j BQ is the constant magnetic field, the optimal dimensions are the following; h 10 cm and d 1 cm, and the distance 1 1 m between the adjacent bridges 4 of one conductor 3 are chosen significantly larger than the cross section (diameter) of the jumpers 4E but less than half the wavelength A. For these values of the magnetic field B 2Ts / (0 5 m (s is the speed of light in vacuum). The distance between the conductors 3 S 3 cm

00

5 five

5five

00

5five

00

Необходимо чтобы рассто ние между перемычками не превышало половины длины волны. В противном случае возможно возбуждение высших мод поверхностной МВ(Э), которые распростран ютс  вдоль магнитного пол  с фазовой скоростью , большей скорости света. Возбуждение таких мод недопустимо, так .как их длина затухани , обусловленна  излучением в плазму, становитс  чрезвычайно большой0Из-за дискретное™ ти перемычек 4 в проводниках 3 возникают токи I,, текущие перпендикул рно магнитному полю В0 (фиг. 2). Такие токи могут возбуждать паразитную быструю волну в плазме, котора  может уносить значительную долю ВЧ--мощности, подводимой к антенне. Дл  того, чтобы подавить этот нежелательный эффект, перемычки 4 соседних проводников 3 сдвинуты одна относительно другой на рассто ние, равное половине рассто ни  между перемычками 4 проводника 3 (фиг. 2). В этом случае токи в соседних проводниках 3 протекают в противоположных направлени х. Поэтому спектр по продльным волновым числам возбуждаемых в плазме быстрых волн лежит в области очень высоких замедлений и распространение быстрой волны в плазме становитс  невозможным,,It is necessary that the distance between the bars does not exceed half the wavelength. Otherwise, it is possible to excite higher modes of the surface MV (E), which propagate along the magnetic field with a phase velocity greater than the speed of light. The excitation of such modes is unacceptable, since their attenuation length due to radiation into the plasma becomes extremely large. Because of the discrete type of bridges 4 in the conductors 3, currents I ,, flowing perpendicular to the magnetic field B0 (Fig. 2) appear. Such currents can excite a parasitic fast wave in the plasma, which can carry a significant fraction of the RF power supplied to the antenna. In order to suppress this undesirable effect, the jumpers 4 of the adjacent conductors 3 are shifted one relative to another by a distance equal to half the distance between the jumpers 4 of the conductor 3 (Fig. 2). In this case, the currents in the adjacent conductors 3 flow in opposite directions. Therefore, the spectrum of the long wave numbers of the fast waves excited in the plasma lies in the region of very high decelerations and the propagation of the fast wave in the plasma becomes impossible

При использовании предлагаемого антенного устройства существенно снижаетс  дол  омических потерь ВЧ-знер- гии в элементах антенного устройства, а следовательно, повышаетс  К11Д ввода ВЧ-энергии в плазму. Это позвол етWhen using the proposed antenna device, the total ohmic loss of RF energy in the elements of the antenna device is significantly reduced, and consequently, K11D of RF energy input into the plasma increases. This allows

1Ь2Lb2

упростить систему охлаждени  антенны, а также дает возможность использовать в качестве материалов антенны нержавеющую сталь или графит, которые наиболее приемлемы с точки зрени  уменьшени  поступлени  в плазму т желых примесей , но обладают низкой электропроводностью .to simplify the cooling system of the antenna, and also makes it possible to use stainless steel or graphite as the antenna materials, which are most acceptable from the point of view of reducing the influx of heavy impurities into the plasma, but have low electrical conductivity.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Антенное устройство дл  возбуждени  медленных волн-в плазме, наход щемс  в магнитной ловушке, содержащее замедл ющую структуру,подключенную к ВЧ-генератору, и электропровод щий экран, отличающеес  тем,An antenna device for exciting slow-waves in a plasma trapped in a magnetic trap, containing a retarding structure connected to an RF generator and an electrically conductive screen characterized in что, с целью повышени  эффективности возбуждени  медленных кинетических волн в плазме, замедл юща  структураwhich, in order to increase the efficiency of the excitation of slow kinetic waves in a plasma, slowing down the structure выполнена в виде взаимно параллельных проводников, расположенных в плоскости , параллельной границе плазмы, в магнитной ловушке между границей плазмы и экраном так, что каждый провод;ник перпендикул рен направлению магнитного пол  в ловушке и соединен с экраном электропровод щими перемычками , рассто ние между которыми меньше половины длины электромагнитной волны , причем перемычки соседних проводников смещены один относительно другой на рассто ние, равное половине рассто ни  между перемычками проводника ,made in the form of mutually parallel conductors located in a plane parallel to the plasma boundary in the magnetic trap between the plasma boundary and the screen so that each wire is perpendicular to the direction of the magnetic field in the trap and connected to the screen by electrically conducting jumpers, the distance between which is less half the length of the electromagnetic wave, with the jumpers of adjacent conductors being offset one relative to another by a distance equal to half the distance between the jumpers of the conductor, Фиг-гFig-g
SU894717053A 1989-07-11 1989-07-11 Aerial device for exciting slow waves in plasma in magnetic trap SU1621186A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894717053A SU1621186A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Aerial device for exciting slow waves in plasma in magnetic trap

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894717053A SU1621186A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Aerial device for exciting slow waves in plasma in magnetic trap

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1621186A1 true SU1621186A1 (en) 1991-01-15

Family

ID=21459943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894717053A SU1621186A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Aerial device for exciting slow waves in plasma in magnetic trap

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1621186A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Толант В.Ео Высокочастотные методы нагрева плазмы в тороидальных установках, М,: Энергоатомиздат, 1986, с. 141. Longinov A.V. in Contr. Fusion and Plasma Physics (Proc. 16 th Europ. Conf. Venice, 1989), v, 3, p. 1101„ *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lysojvan et al. Analysis of ICRE (ω⩽ ωci) plasma production in large scale tokamaks
McConville et al. Demonstration of auroral radio emission mechanisms by laboratory experiment
SU1621186A1 (en) Aerial device for exciting slow waves in plasma in magnetic trap
Ronald et al. Radio frequency resonator structure and diagnostic measurements for a laboratory simulation of Auroral Kilometric Radiation
US2476034A (en) Conformal grating resonant cavity
RU2601181C2 (en) Hf generator
Yong et al. Development of an S-band klystron with bandwidth of more than 11%
Belyavskiy et al. Two-dimensional small signal analysis of backward-wave oscillation in a helix traveling-wave tube under Brillouin-flow, periodic permanent magnetic focusing
RU2120681C1 (en) Electron-cyclone resonance tuned device for microwave vacuum-plasma treatment of condensed media
SU841567A1 (en) Apparatus for exciting "slow" waves in plasma
SU1618265A1 (en) Antenna device for exciting slow waves in plasma with magnetic trap
US3177435A (en) Amplification by the stimulated emission of bremsstrahlung
SU1612967A1 (en) Antenna device for excitation of slow waves in plasma contained in magnetic trap
SU786835A1 (en) Device for high-frequency heating of plasma
Tsoupas et al. A skew quadrupole for the AGS to minimize the polarization losses of the polarized beams
Silverstein et al. Near millimeter wave radiation from a gyromonotron
US11575205B2 (en) Electromagnetic wave transmission/reception device
Novikov et al. Plasma antenna for magneto cumulative generator
RU2190281C1 (en) Relativistic magnetron
JP4499093B2 (en) Low spurious radiation microwave tube
Kustom et al. Dielectric loaded waveguides as particle separators
RU2070750C1 (en) Slow-wave system for o-type devices operating in microwave and extremely high-frequency bands
Yamamoto et al. Parametric heating by radio-frequency near the lower hybrid frequency in the JFT-2 tokamak
US5068569A (en) Wave guide device having a periodic structure and improved heat dissipation
RU2080708C1 (en) Emitting coaxial cable