SU708940A1

SU708940A1 - Plasma unit diaphragm

Info

Publication number: SU708940A1
Application number: SU782615041A
Authority: SU
Inventors: V N Odintsov; P A Fefelov
Original assignee: V N Odintsov; P A Fefelov
Priority date: 1978-05-10
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1983-10-15

Description

Изобретение относится к элементам устройств для получения и исследования плазмы, может быть исполь-. зовано при создании установок для получения термоядерного синтеза.The invention relates to elements of devices for obtaining and studying plasma, can be used. Designed for the development of thermonuclear fusion.

Известны диафрагмы тороидальных плазменных устройств, выполненные в виде тонкостенного металлического кольца [lj .Known diaphragms of toroidal plasma devices made in the form of a thin-walled metal ring [lj.

У этого устройства небольшая температурная стойкость.This device has a low temperature resistance.

Наиболее близка к предлагаемой диафрагма- плазменной установки, состоящая из секторных элементов [2J .Closest to the proposed diaphragm-plasma installation, consisting of sector elements [2J.

Контактируя с плазмой, эта диафрагма подвергается воздействию интенсивных потоков заряженных частиц и сама является источником примесей, поступающих в плазму.Contacting the plasma, this diaphragm is exposed to intense flows of charged particles and is itself a source of impurities entering the plasma.

Цель изобретения - уменьшение .загрязнения плазмы тяжелыми примесями и повышение ресурса работы диафрагмы .The purpose of the invention is the reduction of plasma pollution with heavy impurities and an increase in the life of the diaphragm.

Цель достигается тем, что обращенная к плазме поверхность'секторных элементов выполнена из пористого тугоплавкого материала, поры которого заполнены твердофазным наполнителем с близким к тугоплавкому материалу значением произведения коэффициента распыления на атомный вес .'уThe goal is achieved in that the surface of the sector elements facing the plasma is made of a porous refractory material, the pores of which are filled with a solid-phase filler with a value close to the refractory material of the product of the atomization coefficient and atomic weight.

Пористый слой образован тканево-’ нитяной тугоплавкой структурой.The porous layer is formed by a fabric ’filament refractory structure.

Обращенная к плазме поверхность секторных элементов образует с осью диафрагмы угол, величина которого одного порядка с величиной отношения продольной скорости заряженных частиц в пограничном слое плазмы и их поперечной скорости.The surface of sector elements facing the plasma forms an angle with the axis of the diaphragm, the magnitude of which is of the same order of magnitude as the ratio of the longitudinal velocity of charged particles in the plasma boundary layer and their transverse velocity.

На чертеже представлено поперечное сечение диафрагмы.The drawing shows a cross section of the diaphragm.

Диафрагма состоит из секторных элементов, обращенная к плазме поверхность 1 которых выполнена из пористого тугоплавкого материала, поры которого заполнены твердофаз ным наполнителем с близким к тугоплавкому материалу значением произведения. коэффициента распыления на атомный вес. Пористый слой’ может быть образован тканево-нитяной туго5 плавкой структурой. Пористая часть диафрагмы через подложку 2 крепится к несущему элементу диафрагмы 3. Обращенная к плазме поверхность секторов диафрагмы 1 образует с направЮ лением тока в плазме угол об , величина которого одного порядка с величиной отношения продольной скорости заряженных частиц пограничного слоя плазмы к их поперечной скорости. Устройство функционирует следующим образом.The diaphragm consists of sector elements, the surface 1 facing the plasma of which is made of a porous refractory material, the pores of which are filled with a solid phase filler with a product value close to the refractory material. atomic weight atomization coefficient. The porous layer ’can be formed by a fabric-thread tight5 fusible structure. The porous part of the diaphragm through the substrate 2 is attached to the supporting element of the diaphragm 3. The surface of the sectors of the diaphragm 1 facing the plasma forms an angle o with the direction of the current in the plasma, which is of the same order of magnitude as the ratio of the longitudinal velocity of the charged particles of the plasma boundary layer to their transverse velocity. The device operates as follows.

При взаимодействии с плазмой тугоплавкая пористая структура слоя обеспечивает постоянство геометрической формы даже в случае местного 2« расплавления наполнителя. Малая плотность наполнителя, в качестве которого можно использовать, например, кремний, алюминий, цирконий с близким к материалу пористого слоя (вольфрам, графит) произведением коэффициента распыления на атомный вес, позволяет пучкам ускоренных электронов- проникать на большую глубину по сравнению с тем случаем, когда поверхностный слой выполнен, например, целиком из вольфрама. Большая глубина проникания электронов приводит к понижению температуры поверхности и к перераспределению тер* 35 мических напряжений, а пористая структура снижает вероятность рас,трескивания слоя при тепловых ударах.When interacting with plasma, the refractory porous structure of the layer ensures the constancy of the geometric shape even in the case of local 2 "melting of the filler. The low density of the filler, which can be used, for example, silicon, aluminum, zirconium with a product of the sputtering coefficient and atomic weight close to the material of the porous layer (tungsten, graphite), allows accelerated electron beams to penetrate to a greater depth compared to that case when the surface layer is made, for example, entirely of tungsten. The large penetration depth of electrons leads to a decrease in the surface temperature and to a redistribution of thermal stresses, while the porous structure reduces the likelihood of cracking of the layer during thermal shock.

Эффективность предлагаемой диаф40 рагмы состоит в снижении уровня тяжелых примесей, поступающих с ее поверхности в плазму, в.результате чего уменьшаются потери ее энергии, увеличиваются энергетическое время удержания и стабильность разряда.The effectiveness of the proposed diaphragm 40 consists in lowering the level of heavy impurities coming from its surface to the plasma, as a result of which its energy losses are reduced, the energy retention time and the stability of the discharge are increased.

Claims

1. PLASMA INSTALLATION Aperture, consisting of sector elements, 'characterized in that, in order to reduce plasma contamination with heavy impurities and increase the diaphragm service life, the surface facing the plasma. the elements are made of a porous refractory material, the pores of which are filled with a solid-phase filler with a value close to the refractory material of the product of the atomization coefficient by atomic weight.

2. Aperture in π. 1, which is characterized in that the porous layer is formed by a fabric-thread refractory structure.

3. Aperture in π. 1, characterized in that the surface of the elements facing the plasma forms an angle with the axis of the diaphragm, the magnitude of which is of the same order of magnitude as the ratio of the longitudinal velocity of charged particles in the boundary: plasma flattening to their transverse velocity.

t ^<w ns