SU511798A1 - Электромагнитна ловушка - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЛОВУШКА

1

Изобретение огнсх:итс  к физике плазмы и проблеме управл емого, термо дерного синтеза и может быть использовано дл  получени  и удержани  высокотемпературной плазмы.

Известна электромагнитна  ловушка по авг. св. № 414952, содержаща  цилиндрическую вакуумную камеру, в торцовых чат х которой помещены соосные соленоиды, создающие нарастающее к торцам камеры магнитное поле, четное число проводников, расположенных по образующим сосх;ной упом нутом соленоидам цилиндрической поверхности и имеющих длину больщую, чем рассто ние между соленоидами, и электроды Закрывающие магнитные щели ловушки.

Такие электромагнитные ловушки имеют малую плотность удерживаемой плазмы, котора  зависит от сопр жени  магнитных полей в области между проводниками.

Необходимым услсжием сопр жени  магнитных .полей проводников и полей торцовых соленоидов  вл етс  мала  величина радиальнс компоненты магнитного пол  торцовых соленоидов на участках между

проводниками. Это обусловлено тем, что мультипольн.ое магнитное поле проводников, удерживающее плазму, стрем щуюс  диффундировать на цилиндрическую поверхность ловущки, ослабл етс  в тех щел х между проводниками, где-оно противоположно по направлению радиальной компоненте магнитного пол  торцсжых солейоидов. УменьщенИе магнитного пол  в магнитных щел х между проводниками увеличивает диффузию электронов на проводники и, следовательно, уменьшает плотность плазмы в ловушке. А уменьшение радиальной компоненты магнитного пол  торцовых соленоидов путем уменьще--ч ни  тока в них нецелесообразно, так как это приведет к уменьшению магнитногб пол  в торцовых област х ловушки, что также уменьшает плотность удерживаемой плазмы.

Цель изобретени  - увеличение плотности плазмы, удерживаемой в электромагнитной ловущке.

Это достигаетс  тем, что ловущка снабжена дополнительной парей соленоидов, установленных коаксиально основным соленоидам, в тех же сечени х, в которых установлены

основные соленоиды, и имеющих впугренний каметр, больший диаметра, на котором асположены проводники, предназначенные л  создани  удерживающего магнитного ал  в цилиндрической части ловушки.s

На чертеже показана принципиальна  хема ловушки дл  удержани  и нагревп лазмы с использованием электрических и магнитных полей.

В цилиндрической вакуумной камере 1 ю закреплены проводники 2, .расположенные по образующим цилиндричебксй поверхности . В торцовых част х цилиндрического объема расположены основные торцовые соленоиды 3, а коаксиально им .расположены 15 дополнительные соленоиды 4 .

Коаксиально прсеодникам, охватыва  их, расположен отражательный цилиндрический электрод 5, наход щийс  под отрицательным потенциалом, Jlpeвышaющим потенциал 20 инжектора 6 электронного потока, расположенного по оси устройства против осевого отверсти  одного из торцовых соленоидов. Против отверсти  другого торцового соленоида симметрично инжектору расположен отража- 25 тельный электрод 7. Кольцевые отражательные электроды 8, расположенные перпендикул рной к оси устройства, перекрывают магнитные щели между торцовыми и дополнительными соленоидами.Устройство работает следующим образом.

После достижени  необходимого вакуума в камере 1 по проводникам 2 и соленоидам 3 и 4 пропускают ток дл  создани  удер- 35 живающего магнитного пол , причем по проводникам 2 пропускают ток так, чтобы направление тока в соседних проводниках было противоположно. Поток электроне® КЗ инжектора 6 направл етс  через осевое 40 отверстие соленоида 3 внутрь ловушки. .Отрицательный потенциал на цилиндрическом электроде 5 преп тствует выходу электронов через магнитные щели между проводниками 2,отрицательный потенднал йа инжекто-«5 ре 6 и электроде 7 преп тствует выходу электронов через осевые отверстий соленои,дов 3, а отрицательный потенциал на кольцевом электроде 8 - выходу электронов в магнитные щели между соленоидами 3 и 4.

Величина и направление тока в дополнительных соленоидах 4, а также их геометрические размеры выбираютс  такими, чтобы радиальна  компонента магнитного пол , создаваемого дополнительными соленоидами 4, была бы на участках между проводниками равна по величине и противоположна по направлению радиальной компоненте магнитного пол  торцовых соленоидов 3. Магнитное поле проводников и соленоидов предотвращае уход электронов на поверхности проводников и соленоидов. Удерживаемые так электроны образуют потенциальную  му дл  ионов, рождающихс  в процессе ионизации остаточного газа электронами.

При использовании дополнительных соленоидов , радиальна  компонента магнитного пол  которых на участках между проводниками равна по величине и противоположна по Направлению радиальной компоненте магнитного пол  торцовых соленоидов, компенсируетс  негативное вли ние магнитного пол  торцовых соленоидов на магвитйое поле , защищающее проводники.

Это позвол ет увеличить магнитное поле; торцовых соленоидов, что приводит к существенному увеличению плотности удерживаемых в ловущке электронов. А плотность удерживаемых электронным сйлаком ионов возрастает пропорционально увеличению плотности электронов.

Ф о р м у л а

3 обре те и и  

Электромагнитна  ловущка по авт.св. № 414952, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  плотности удерживаемой плазмы, она снабжена дополнительНО& парей соленоидов, установленных коаксиально основным соленоидам и имеющих внутренний диаметр, больщий диаметра цилиндрической псеерхности, по образующей которой расположены проводники, предназначенные дл  удерживающего магнитного пол  в цилиндрической части ловущкн.