UA118959C2 - Інжектор пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів - Google Patents
Інжектор пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів Download PDFInfo
- Publication number
- UA118959C2 UA118959C2 UAA201503114A UAA201503114A UA118959C2 UA 118959 C2 UA118959 C2 UA 118959C2 UA A201503114 A UAA201503114 A UA A201503114A UA A201503114 A UAA201503114 A UA A201503114A UA 118959 C2 UA118959 C2 UA 118959C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- accelerator
- plasma
- energy
- ions
- ion
- Prior art date
Links
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 title abstract description 66
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 215
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 22
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 8
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- ORILYTVJVMAKLC-UHFFFAOYSA-N Adamantane Natural products C1C(C2)CC3CC1CC2C3 ORILYTVJVMAKLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 244000005894 Albizia lebbeck Species 0.000 claims 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 claims 1
- 241001069925 Orestes Species 0.000 claims 1
- 102000017795 Perilipin-1 Human genes 0.000 claims 1
- 108010067162 Perilipin-1 Proteins 0.000 claims 1
- SCJNCDSAIRBRIA-DOFZRALJSA-N arachidonyl-2'-chloroethylamide Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(=O)NCCCl SCJNCDSAIRBRIA-DOFZRALJSA-N 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 79
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 15
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 description 11
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UDTWYGXTGBTPPS-UHFFFAOYSA-N [Mo].[Cs] Chemical compound [Mo].[Cs] UDTWYGXTGBTPPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229940090046 jet injector Drugs 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 2
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000000752 ionisation method Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000003058 plasma substitute Substances 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
- G21B1/11—Details
- G21B1/15—Particle injectors for producing thermonuclear fusion reactions, e.g. pellet injectors
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/08—Arrangements for injecting particles into orbits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/22—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/08—Ion sources; Ion guns using arc discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/08—Arrangements for injecting particles into orbits
- H05H2007/081—Sources
- H05H2007/082—Ion sources, e.g. ECR, duoplasmatron, PIG, laser sources
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H3/00—Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
- H05H3/02—Molecular or atomic beam generation
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
Інжектор пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів містить джерело негативних іонів, прискорювач і нейтралізатор для того, щоб формувати пучок нейтральних частинок приблизно в 5 МВт з енергією приблизно в 0,50-1,0 МеВ. Іони, сформовані за допомогою джерела іонів, попередньо прискорюються перед інжекцією в прискорювач високої енергії за допомогою електростатичного передприскорювача на основі багатоапертурної сітки, який використовується для того, щоб витягувати пучок іонів з плазми і прискорювати до деякої частки необхідної енергії пучка. Пучок з джерела іонів проходить через пару відхиляючих магнітів, які надають можливість пучку зміщуватися по осі перед надходженням в прискорювач високої енергії. Після прискорення до повної енергії пучок надходить в нейтралізатор, в якому він частково перетворюється в пучок нейтральних частинок. Види іонів, які залишилися, розділяються за допомогою магніту і направляються в перетворювачі електростатичної енергії. Пучок нейтральних частинок проходить через запірний клапан і надходить в плазмову камеру.
Description
(57) Реферат:
Інжектор пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів містить джерело негативних іонів, прискорювач і нейтралізатор для того, щоб формувати пучок нейтральних частинок приблизно в 5 МВт з енергією приблизно в 0,50-1,0 МеВ. Іони, сформовані за допомогою джерела іонів, попередньо прискорюються перед інжекцією в прискорювач високої енергії за допомогою електростатичного передприскорювача на основі багатоапертурної сітки, який використовується для того, щоб витягувати пучок іонів з плазми і прискорювати до деякої частки необхідної енергії пучка. Пучок з джерела іонів проходить через пару відхиляючих магнітів, які надають можливість пучку зміщуватися по осі перед надходженням в прискорювач високої енергії. Після прискорення до повної енергії пучок надходить в нейтралізатор, в якому він частково перетворюється в пучок нейтральних частинок. Види іонів, які залишилися, розділяються за допомогою магніту і направляються в перетворювачі електростатичної енергії.
Пучок нейтральних частинок проходить через запірний клапан і надходить в плазмову камеру. 200 210 220 нні 1600 / о п / 0 Йонрннннннннй тн я ! л/хв / 0 т ких ЗБ5 і. ї ркж-їй А й у 255 Ї Тк урн 240 ; і у С ра і / ТЕ
Я джек го лають я п сни / і ій у Б х. і дЕсесея й ЇЙ й г як Ето коор «ПЕ і ван він: ЕВ - 5 Ор і МАН | | д-ви вт, | у й у и и ДЛ С щи , ; р-р |! і х ги свз кн гу і г ' / / я і КІ ГЕ ттт й М ша /
І Мт и | сон обов М їх а: ТА Кий окніани опали АНА ДИ ЖУКА Ух т Н зн А ще в ра ши ц/
МЕ ЛИН ДАЕ щі КОН В ПЛЕН АЛЕ я З ВИКОН ЧОВНИК С 5 МОНЕТ ТУ ДИНЯ в пово ТИ ЛО ЗВИКНЕ я ОНИ ИНННМННОНн ТЕТУ о Н до -- 5 й ППП тн рн їй лом пАгтоввовй вва ЗА ТІЛУ саван
ШІ д ЛИ / / / / / | | і | / / / ї й ій | | | і 1 / 0 1830 й 140 150. 160 230 170 180 190 130
Фіг. 1
Галузь техніки
Предмет винаходу, описаний в даному документі, загалом, стосується інжекторів пучка нейтральних частинок, а конкретніше, інжектора пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів.
Попередній рівень техніки
Фактично до сьогоднішнього дня пучки нейтральних частинок, які використовуються при дослідженнях в галузі термоядерного синтезу, обробки матеріалів, труєнні, стерилізації і в інших варіантах застосування, утворюються з позитивних іонів. Позитивні іони ізотопу водню витягуються і прискорюються з газорозрядної плазми за допомогою електростатичних полів.
Відразу після заземленої площини прискорювача вони надходять в газовий елемент, в якому вони піддаються обом реакціям перезарядження для одержання реакцій на основі іонізації електронами і ударної іонізації для додаткової заборони. Оскільки переріз перезарядження падає набагато швидше із збільшенням енергії, ніж переріз іонізації, частка рівноважних нейтральних частинок в товстому газовому елементі починає швидко падати при енергіях, що перевищують 60 кеВ, для частинок водню. Для варіантів застосування пучка нейтральних частинок на основі іонів ізотопу водню, які потребують енергій значно вище цієї, необхідно формувати і прискорювати негативні іони і потім перетворювати їх в нейтральні частинки в тонкому газовому елементі, що може приводити до частки нейтральних частинок приблизно у 6О 95 в широкому діапазоні енергій аж до декількох МеВ. Навіть ще вищі частки нейтральних частинок можуть бути одержані, якщо плазмовий або фотонний елемент використовується для того, щоб перетворювати пучок негативних іонів високої енергії в нейтральні частинки. У випадку фотонного елемента, в якому енергія фотона перевищує електронну спорідненість водню, частки нейтральних частинок можуть становити майже 100 95. Необхідно зазначити, що в перший раз ідея застосування негативних іонів в фізиці прискорювачів сформульована АїЇмаге7 більше 50 років тому (11.
Оскільки пучок нейтральних частинок для збудження і нагрівання струмом у великих термоядерних пристроях майбутнього, а також деякі варіанти застосування в сучасних пристроях вимагають енергій, що істотно перевищують рамки, доступні при використанні позитивних іонів, в останні роки розробляються пучки нейтральних частинок на основі негативних іонів. Проте, струми пучка, які досягаються до даного моменту, значно менші струмів пучка, що формуються повністю звичайним способом за допомогою джерел позитивних іонів. Фізичною причиною меншої продуктивності джерел негативних іонів відносно струму пучка є низька електронна спорідненість водню, яка становить тільки 0,75 еВ. Отже, набагато важче формувати негативні іони водню, ніж їх позитивні еквіваленти. Для новонароджених негативних іонів також досить важко досягати області витягування без зіткнень з електронами великої енергії, які, з дуже високою імовірністю, приводять до втрат надмірного слабкозв'язаного електрона. Витягування іонів Н- з плазми для того, щоб утворювати пучок, аналогічно є складнішим, ніж для іонів Не оскільки негативні іони супроводжуються набагато більшим струмом електронів, якщо тільки не застосовуються заходи зі стримування. Оскільки переріз для зіштовшувального обдирання електрона з іона Н:' для того, щоб формувати атом, значно перевищує переріз для іонів НУ для того, щоб одержувати електрон з молекули водню, частка іонів, перетворених в нейтральні частинки під час прискорення, може бути значною, якщо густину газопроводу в дорозі прискорювача не мінімізується за допомогою роботи джерела іонів при низькому тиску. Іони, передчасно нейтралізовані під час прискорення, утворюють залишок низької енергії і, загалом, мають більшу дивергенцію, ніж іони, які піддають потенціалу повного прискорення.
Нейтралізація пучка прискорених негативних іонів може виконуватися в газовій мішені з ефективністю приблизно в 6095. Використання плазмових і фотонних мішеней надає можливість додаткового підвищення ефективності нейтралізації негативних іонів. Загальна ефективність використання енергії інжектора може бути підвищена за допомогою рекуперації енергії видів іонів, що залишаються в пучку після проходження нейтралізатора.
Принципова схема інжектора пучка нейтральних частинок з високим рівнем потужності для
ІТЕК-токамаку, який також є типовим для інших систем магнітного утримання плазми, що розглядаються в реакторі, показана на фіг. 3|2)Ї. Базовими компонентами інжектора є сильнострумове джерело негативних іонів, прискорювач іонів, нейтралізатор і магнітний роздільник зарядженого компонента перезарядженого пучка з приймачами/рекуператорами іонів.
Щоб підтримувати необхідні вакуумні умови в інжекторі, типово використовується система високовакуумного відкачування з великими запірними клапанами, які відсікають потік пучка від бо плазмового пристрою і/або, які надають доступ до головних елементів інжектора. Параметри пучка вимірюються за допомогою використання висувних калориметричних мішеней, а також за допомогою неруйнуючих оптичних способів. Формування потужних пучків нейтральних частинок вимагає використання відповідного джерела живлення.
Згідно з принципом формування, джерела негативних іонів можуть бути розділені на наступні групи: - джерела об'ємного формування (плазмові), в яких іони формуються в об'ємі плазми; - джерела поверхневого формування, в яких ідсни формуються на поверхні електродів або спеціальних мішеней; - поверхнево-плазмові джерела, в яких іони формуються на поверхнях електродів, які взаємодіють з плазмовими частинками, які розроблені Новосибірською групою |ЗІ; і - джерела перезарядження, в яких негативні іп0сни формуються внаслідок перезарядження пучків прискорених позитивних іонів на різних мішенях.
Щоб формувати плазму в сучасних об'ємних джерелах іонів Н", аналогічних джерелу позитивних іонів, використовуються дугові розряди з термоелектронними нитками розжарення або порожнистими катодами, а також радіочастотні розряди у водні. Для поліпшення утримування електронів при розряді і для зниження густини водню в газорозрядній камері, що представляє важливість для джерел негативних іонів, використовуються розряди в магнітному полі. Широко використовуються системи із зовнішнім магнітним полем (тобто з геометрією
Пенінга або магнетронною геометрією електродів, з коливанням електронів в подовжньому магнітному полі "відбивного" розряду) і системи з периферійним магнітним полем (багатополюсні). Вигляд в перерізі розрядної камери з периферійним магнітним полем, розробленим для струминного інжектора пучка нейтральних частинок УЕТ, показаний на фіг. 4
ІЗ). Магнітне поле на периферії плазмового боксу формується за допомогою постійних магнітів, встановлених на його зовнішній поверхні. Магніти розміщуються в рядах, в яких напрямок намагнічення є постійним або змінюється в порядку зі зміщенням, так що лінії магнітного поля мають геометрію лінійних або загострених в шаховому порядку виступів біля стінки.
Застосування систем з багатополюсним магнітним полем на периферії плазмових камер, зокрема, дає можливість системам підтримувати густу плазму в джерелі при зниженому робочому тиску газу в камері до 1-4 Па (без цезію) і до 0,3 Па в системах з цезієм (4). Таке зменшення густини водню в розрядній камері, зокрема, представляє важливість для сильнострумових багатоапертурних гігантських джерел іонів, які розробляються для застосувань в ході досліджень в галузі термоядерного синтезу.
У даний час джерела іонів на основі поверхнево-плазмового формування вважаються найбільш придатними для формування сильнострумових пучків негативних іонів.
У джерелах іонів на основі поверхнево-плазмового формування іони формуються у взаємодії між частинками, що мають достатню енергію і поверхню з низькою роботою виходу.
Цей ефект може підвищуватися за допомогою лужного покриття поверхні, що піддається бомбардуванню. Передбачено два основні процеси, а саме: термодинамічно рівноважна поверхнева іонізація, при якій повільний атом або молекула, що зіштовхується з поверхнею, випускається назад як позитивний або негативний іон після середнього часу перебування, і нерівноважна (кінетична) атомно-поверхнева взаємодія, при якій негативні іони формуються за допомогою розпилення, ударної десорбції (на відміну від термодесорбції, при якій десорбуються теплові частинки), або відбиття при наявності покриття з лужних металів. У процесі термодинамічно рівноважної іонізації адсорбовані частинки відриваються від поверхні за умов теплової рівноваги. Коефіцієнт іонізації частинок, що йдуть з поверхні, визначається за допомогою формули Саха і приблизно становить дуже невеликі «0,02 Об.
Процес нерівноважної кінетичної поверхневої іонізації як передбачають є набагато ефективнішим на поверхні і має досить низьку роботу виходу, порівнянну з електронною спорідненістю негативного іона. У ході цього процесу негативний іон відривається від поверхні, долаючи підповерхневий бар'єр з використанням кінетичної енергії, одержаної з первинної частинки. Біля поверхні енергетичний рівень додаткового електрона нижчий верхнього рівня
Фермі електронів в металі, і цей рівень може дуже легко займатися за допомогою тунелювання електронів з металу. Під час іонного переміщення з поверхні він долає потенційний бар'єр, е?
ЧУ сформований за допомогою дзеркального заряду 4х, Поле картини розподілу зарядів посилює енергетичний рівень додаткового електрона відносно енергетичних рівнів електронів у металі. Починаючи з деякої критичної відстані, рівень додаткового електрона стає вищим верхнього енергетичного рівня електронів в металі, і резонансне тунелювання повертає електрон від відхідного іона назад в метал. У випадку якщо частинка відривається досить швидко, коефіцієнт негативної іонізації приблизно є досить високим для поверхні 3 низькою роботою виходу, яка може надаватися за допомогою нанесення покриття з лужного металу, зокрема, цезію.
Експериментально показано, що ступінь негативної іонізації частинок водню, що відриваються від цієї поверхні із зниженою роботою виходу, може досягати
Дтя----яя 087
ГГ - Потрібно зазначити, що робота виходу на вольфрамових поверхнях має мінімальне значення з покриттям С5 в 0,6 моношарів (на поверхні вольфрамового кристала 110).
Для розробки джерел негативних іонів водню важливо, щоб інтегральний вихід негативних іонів був досить високим, К--9-25 95, для зіткнень атомів водню і позитивних іонів з енергіями 3- 25 еВ з поверхнями з низькою роботою виходу, таких як МожС5, МуУч-С5 |5). Зокрема (див. фіг. 5), при бомбардуванні цезованої молібденової поверхні за допомогою атомів Кондону з енергією, що перевищує 2 еВ, інтегральна ефективність перетворення в іони Н може досягати К-8 95.
У поверхнево-плазмових джерелах (5РЗ) ІЗ| формування негативних іонів реалізовується за рахунок кінетичної поверхневої іонізації, а саме - процесів розпилення, десорбції або відбиття на електродах, що контактують з газорозрядною плазмою. Електроди спеціальних емітерів зі зниженою роботою виходу використовуються в 5Р5 для поліпшення формування негативних іонів. Як правило, додавання невеликої кількості цезію в розряд дає можливість одержувати підвищення яскравості й інтенсивності в колекторі пучків Н". Введення атомів цезію в розряд значно знижує супутній потік електронів, що витягаються з негативними іонами.
У 5РБ5 газорозрядна плазма виконує декілька функцій, а саме: вона формує інтенсивні потоки частинок, що бомбардують електроди; плазмова оболонка, суміжна з електродом, формує прискорення іонів, тим самим, підвищуючи енергію бомбардуючих частинок; негативні іони, які формуються в електродах з негативним потенціалом, прискорюються за допомогою потенціалу плазмової оболонки і проникають через плазмовий шар в область витягування без істотної деструкції. Інтенсивне формування негативних іонів з досить високою ефективністю використання потужності і газу одержане в різних модифікаціях 5Р5 за умов "брудного" газового розряду і інтенсивного бомбардування електродів.
Декілька джерел 5Р5 розроблені для великих термоядерних пристроїв, таких як І НО, Т- 600 ї для міжнародного (ІТЕК) токамаку.
Зо Типові ознаки цих джерел можуть розумітися при розгляді інжектора стеларатора І НО |41, який показаний на фіг. 6 |4, 6Її. Плазма дугового розряду формується у великій магнітній багатополюсній лопатевій захисній камері з об'ємом 100 літрів. Двадцять чотири вольфрамових нитки розжарення підтримують дугу в З кА, «80 В при тиску водню приблизно в 0,3-0,4 Па. Зовнішній магнітний фільтр з максимальним полем в центрі «50 Гс надає густину електронів і зниження температури в області витягування біля плазмового електрода.
Позитивне зміщення плазмового електрода (-10 В) знижує супутній потік електронів. Негативні іони формуються на плазмовому електроді, покритому за допомогою оптимального шару цезію.
Зовнішня цезієва піч (три для одного джерела), забезпечена пневматичними клапанами, подає розподілене введення атомів цезію. Формування негативних іонів досягає максимуму при оптимальній температурі плазмового електрода 200-250 "С. Плазмовий електрод термічно ізолюється, і його температура визначається за допомогою плазмового розряду силових навантажень.
Чотириелектродна багатоапертурна іонно-оптична система, яка використовується в джерелі іонів НО, показана на фіг. 7 |б6)Ї. Негативні іони витягуються через 770 апертур для випромінювання з діаметром по 1,4 см. Апертури займають область 25х125 см? на плазмовому електроді. Невеликі постійні магніти вбудовуються у витягувальну сітку між апертурами, щоб відхиляти електрони, які спільно витягаються з пучка на стінку витягувального електрода.
Додаткова електронна затримуюча сітка, встановлена позаду витягувальної сітки, затримує вторинні електрони, зворотно розсіювані або такі, які випускаються зі стінок витягувальних електродів. Багатощілинна заземлена сітка з високою прозорістю використовується в джерелі іонів. Це зменшує область перерізу пучків, тим самим підвищуючи здатність утримування напруги і знижуючи тиск газу в проміжках на коефіцієнт 2,5 з відповідним зменшенням втрат на обдирання пучка. Як витягувальний електрод, так і заземлений електрод мають водяне охолоджування.
Введення атомів цезію в багатовістряне джерело надає 5-кратне збільшення струму негативних іонів, що витягаються, і лінійне підвищення виходу іонів Н- в широкому діапазоні потужностей розряду і тиску при заповненні воднем. Іншими важливими перевагами введення атомів цезію є «10-кратне зниження електронного струму, яке спільно витягується, і істотне зниження тиску водню при розряді до 0,3 Па.
Багатовістряні джерела в І НО звичайно надають струм іонів приблизно в 30 А з густиною струму 30 мА/см: в імпульсах тривалістю в 2 секунди ІЄЇ. Головними проблемами для джерел іонів НО є блокування цезію, який вводиться в дугову камеру, за допомогою вольфраму, що розпилюється з ниток розжарення, і зниження здатності утримування високої напруги при роботі в режимі тривалих імпульсів з високим рівнем потужності.
Інжектор пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів І НО має два джерела іонів, які взаємодіють з воднем при номінальній енергії пучка в 180 кеВ. Кожний інжектор досягає номінальної потужності інжекції в 5 МВт протягом імпульсу в 128 секунд, так що кожне джерело іонів надає пучок нейтральних частинок в 2,5 МВт. Фіг. 8А і В показують інжектор пучка нейтральних частинок І НО. Фокусна відстань джерела іонів становить 13 м, а точка повороту двох джерел знаходиться на 15,4 м нижче. Порт для інжекції має довжину приблизно З м, причому найвужча частина має діаметр 52 см і довжину 68 см.
Джерела іонів з радіочастотними плазмовими формувачами і формування негативних іонів на плазмовому електроді, покритому цезієм, розроблені в ІРР Сагспіпд. Радіочастотні формувачі формують чистішу плазму, так що в цих джерелах немає блокування цезію за допомогою вольфраму. Витягування в сталому режимі імпульсу пучка негативних іонів зі струмом пучка в 1 А, енергією в «20 кВ і тривалістю в 3600 секунд продемонстроване ІРР в 2011 році.
У даний час інжектори пучка нейтральних частинок високої енергії, які розробляються для термоядерних пристроїв наступного рівня розвитку, таких як, наприклад, ІТЕК-токамак, не демонструють стійку роботу при необхідній енергії в 1 МеВ і роботу в сталому режимі або в режимі незгасальної хвилі (СММ) при досить високому струмі. Отже, існує необхідність розробляти практично здійсненні рішення, якщо можна вирішувати проблеми, що заважають досягненню цільових параметрів пучка, таких як, наприклад, енергія пучка в діапазоні 500-1000 кеВ, ефективна густина струму в нейтральних частинках головного порту резервуара в 100-200
А/м3, потужність в розрахунку на один інжектор пучка нейтральних частинок приблизно в 5-20
МВт, тривалість імпульсу в 1000 секунд і газові навантаження, що вводяться за допомогою інжектора пучка, менше 1-2 95 струму пучка. Потрібно зазначити, що досягнення цієї мети стає набагато менш витратним, якщо струм негативних іонів в модулі інжектора зменшується до
Зо витягувального іонного струму до 8-10 А порівняно з витягувальним струмом іонів в 40 А для
ІТЕВ-пучка. Ступінчасте зниження витягуваного струму і потужності пучка повинно приводити до сильних змін конструкції ключових елементів джерела іонів в формі інжектора і прискорювача високої енергії, так що стають застосовними набагато ретельніше пророблені технології і підходи, що підвищує надійність інжектора. Отже, в ситуації на даний момент пропонується витягуваний струм в 8-10 А з розрахунку на один модуль при допущенні, що необхідна потужність інжекції, що виводиться, може бути одержана з використанням декількох модулів інжектора, що формують пучок з малою розбіжністю і високою густиною струму.
Продуктивність поверхнево-плазмових джерел досить добре задокументована, і декілька джерел іонів, які працюють сьогодні, формують безперервні масштабовані пучки іонів над 1 А або вище. Досі основні параметри інжекторів пучка нейтральних частинок, такі як потужність пучка і тривалість імпульсу, досить далекі від необхідних для інжектора, що розглядається.
Поточний стан розробки цих інжекторів можна зрозуміти з таблиці 1.
Таблиця 1
СЕА- ле нею) що Р дев ден | рен ЩО (А/м2 280 Н 330 Н 195 Н
Енергія пучка Й 1000 0- пев тонн 065) 6095 імпульсу (сек) зн 1000
Відношення
КІЛЬКОСТІ. 1 -0,25 «1 «1 «1 електронів до кількості іонів
Комбіновані числа ще не . досягнучі, Радіо- частотне проводяться повно- джерело, . неповне масштабні витягуван- |Джерело експерименти в
ІРР Сагспіпа - Джерело у Джере-ло у ня, Катабо- й вигляді вигляді випробува- |КоЇІ
Коментарі джерело 5 тривалих нитки нитки льний стенд, (ЗАЕКІ) на . : розжарення| розжарення відомий як | МАМТІ5 імпульсів ВАТМАМ, |(СЕА) (МАМІТУ) на " сьогодні працює при 2 А/20 кВ забезпечує 1 протягом -6
А/20 кВ сек протягом 3600 сек при Ю-
Отже, бажано надавати поліпшений інжектор пучка нейтральних частинок.
Короткий виклад суті винаходу
Варіанти здійснення, передбачені в даному документі, направлені на системи і способи для інжектора пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів. Інжектор пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів містить джерело іонів, прискорювач і нейтралізатор для того, щоб формувати пучок нейтральних частинок приблизно в 5 МВт з енергією приблизно в 0,50-1,0 Мев. Джерело іонів знаходиться у вакуумному баку і формує пучок негативних іонів на 9 А. Іони, сформовані за допомогою джерела іонів, попередньо прискорюються до 120 кеВ перед інжекцією в прискорювач високої енергії за допомогою електростатичного передприскорювача на основі багатоапертурної сітки в джерелі іонів, яке використовується для того, щоб витягувати пучок іонів з плазми і прискорювати до деякої частки необхідної енергії пучка. Пучок в 120 кеВ з джерела іонів проходить через пару відхиляючих магнітів, які надають можливість пучку зміщуватися по осі перед надходженням в прискорювач високої енергії. Після прискорення до повної енергії пучок надходить в нейтралізатор, в якому він частково перетворюється в пучок нейтральних частинок. Види іонів, які залишилися, розділяються за допомогою магніту і направляються в перетворювачі електростатичної енергії. Пучок нейтральних частинок проходить через запірний клапан і надходить в плазмову камеру.
Підтримується підвищена температура плазмових формувачів і внутрішніх стінок плазмового боксу джерела іонів (150-200 С), щоб запобігати накопиченню цезію на їх поверхнях. Розподільний колектор надається для того, щоб подавати цезій безпосередньо на поверхню плазмових решіток, а не в плазму. Це являє собою відмінність від існуючих джерел іонів, які подають цезій безпосередньо в плазмову розрядну камеру.
Магнітне поле, що використовується для того, щоб відхиляти спільно витягувані електрони в областях витягування і попереднього прискорення іонів, формується за допомогою зовнішніх магнітів, а не за допомогою магнітів, вбудованих в корпус сітки, як виконано в попередніх конструкціях. Відсутність вбудованих "низькотемпературних" магнітів в сітках надає можливість їх нагрівання до підвищених температур. Попередні конструкції часто використовують магніти,
Зо вбудовані в корпус сітки, що часто приводить до значного зниження струму витягуваного пучка і перешкоджає роботі в режимі підвищеної температури, а також належній продуктивності нагрівання/охолоджування.
Прискорювач високої напруги не пов'язаний безпосередньо з джерелом іонів, а відділений від джерела іонів за допомогою перехідної зони (лінії транспортування пучка низької енергії -
ГЕВТ) з відхиляючими магнітами, вакуумними насосами і цезієвими пастками. Перехідна зона перехоплює і видаляє більшість спільно протікаючих частинок, що включають в себе електрони, фотони і нейтральні частинки з пучка, відкачує газ, що виділяється з джерела іонів, і запобігає досягненню ним прискорювача високої напруги, запобігає витіканню цезію з джерела іонів і проникненню в прискорювач високої напруги, запобігає надходженню електронів і нейтральних частинок, які виробляються за допомогою обдирання негативних іонів, в прискорювач високої напруги. У попередніх конструкціях джерело іонів безпосередньо з'єднане з прискорювачем високої напруги, що часто приводить до схильності прискорювача високої напруги тому, що газ, заряджені частинки і цезій витікають з джерела іонів і втікають в нього.
Відхиляючі магніти в ГЕВТ відхиляють і фокусують пучок по осі прискорювача і тим самим компенсують всі зміщення і відхилення пучка під час транспортування через магнітне поле джерела іонів. Зміщення між осями передприскорювача і прискорювача високої напруги зменшує надходження спільно протікаючих частинок в прискорювач високої напруги і запобігає зворотному протіканню сильноприскорених частинок (позитивних іонів і нейтральних частинок) в передприскорювач і джерело іонів. Фокусування пучка також сприяє гомогенності пучка, що надходить в прискорювач, порівняно з системами на основі багатоапертурної сітки.
Нейтралізатор включає в себе плазмовий нейтралізатор і нейтралізатор фотонів.
Плазмовий нейтралізатор оснований на багатовістряній системі утримання плазми з постійними магнітами сильних магнітних полів на стінках. Фотонний нейтралізатор є фотонною пасткою на основі циліндричного резонатора зі стінками з високим ступенем відбиття і відкачування за допомогою лазерів з високою ефективністю. Ці технології нейтралізаторів ніколи не розглядалися для застосувань в серійних інжекторах пучка нейтральних частинок.
Інші системи, способи, ознаки і переваги зразкових варіантів здійснення повинні ставати очевидними фахівцям в даній галузі техніки після вивчення прикладених креслень і докладного опису.
Короткий опис креслень
Подробиці зразкових варіантів здійснення, що включають в себе структуру і режим роботи, можуть бути виявлені частково за допомогою вивчення прикладених креслень, на яких аналогічні посилання з номерами посилаються на аналогічні частини. Компоненти на кресленнях не обов'язково повинні бути виконані в масштабі, замість цього акцент робиться на ілюстрацію принципів винаходу. Більше того: всі ілюстрації призначені для того, щоб передавати загальні ідеї, при цьому відносні розміри, форми й інші докладні атрибути можуть ілюструватися схематично, а не буквально або точно.
Фіг. 1 є виглядом зверху схеми інжектора пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів.
Фіг. 2 є ізометричним виглядом в перерізі інжектора пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів, показаних на фіг. 1.
Фіг. З є виглядом зверху інжектора з високим рівнем потужності нейтральних частинок для
ІТЕВ-токамаку.
Фіг. 4 є ізометричним виглядом в перерізі розрядної камери з периферійним багатополюсним магнітним полем для струминного інжектора пучка нейтральних частинок.
Фіг. 5 є діаграмою, що показує інтегральний вихід негативних іонів, що утворюються за допомогою бомбардування поверхні Мо-С5 нейтральними атомами НН і позитивним молекулярним Н як функція від енергії падаючого потоку. Вихід підвищується за допомогою використання цезування постійним струмом порівняно тільки з попереднім цезуванням поверхні.
Фіг. 6 є виглядом зверху джерела негативних іонів для І НО.
Фіг. 7 є схематичним виглядом багатоапертурної іонної оптичної системи для джерела І НО.
Фіг. ЗА і В є виглядами зверху і збоку інжектора пучка нейтральних частинок І НО.
Фіг. 9 є виглядом в перерізі джерела іонів.
Фіг. 10 є виглядом в перерізі джерела атомів водню низької енергії.
Фіг. 11 є графіком, що показує траєкторії іонів Н: в тракті низької енергії.
Фіг. 12 є ізометричним виглядом прискорювача.
Фіг. 13 є діаграмою, що показує траєкторії іона в прискорюючій трубці.
Фіг. 14 є ізометричним виглядом триплету квадрупольних лінз.
Фіг. 15 є діаграмою, що показує вигляд зверху (а) і вигляд збоку (Б) траєкторій іона в прискорювачі лінії транспортування пучка високої енергії.
Фіг. 16 є ізометричним виглядом компонування плазмових мішеней.
Фіг. 17 є діаграмою, що показує результати двовимірних обчислень сповільнення пучка іонів в рекуператорі.
Потрібно зазначити, що елементи аналогічних структур або функцій, загалом, представляються за допомогою аналогічних посилань з номерами для цілей ілюстрації на всіх кресленнях. Також потрібно зазначити, що креслення призначені тільки для того, щоб спрощувати опис переважних варіантів здійснення.
Опис переважних варіантів винаходу
Кожна з додаткових ознак і ідей, розкритих нижче, може бути використана окремо або в 60 поєднанні з іншими ознаками і ідеями, щоб надавати новий інжектор пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів. Далі детальніше описані характерні приклади варіантів здійснення, описаних в даному документі, причому ці приклади використовують багато з цих додаткових ознак і ідей як окремо, так і в комбінації, з посиланням на прикладені креслення.
Цей докладний опис призначений тільки для того, щоб навчати фахівців в галузі техніки додатковим подробицям для використання на практиці переважних аспектів ідей даного винаходу, і не призначений для того, щоб обмежувати об'єм винаходу. Отже, комбінації ознак і етапів, розкритих в подальшому докладному описі, можуть бути необов'язковими для того, щоб використовувати винахід на практиці в самому широкому значенні, а замість цього вивчаються просто для того, щоб конкретно описувати типові приклади даних ідей.
Більше того: різні ознаки типових прикладів і залежні пункти формули винаходу можуть бути комбіновані способами, які не перераховані конкретно і очевидно, щоб надавати додаткові корисні варіанти здійснення даних ідей. Крім цього, потрібно очевидно зазначити, що всі ознаки, розкриті в описі і/або формулі винаходу, мають намір розкриття окремо і незалежно одна від одної для цілей вихідного розкриття суті, а також для цілей обмеження заявленого предмета винаходу, незалежно від компонування ознак у варіантах здійснення і/або в формулі винаходу.
Також потрібно зазначити, що всі діапазони значень або вказівники груп об'єктів розкривають кожне можливе проміжне значення або проміжний об'єкт для цілей вихідного розкриття суті, а також для цілей обмеження заявленого предмета винаходу.
Варіанти здійснення, передбачені в даному документі, направлені на новий інжектор пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів з енергією переважно приблизно 500-1000 кеВ і високою загальною енергетичною ефективністю. Переважне компонування варіанта здійснення інжектора 100 пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів проілюстроване на фіг. 1 і 2. Як проілюстровано, інжектор 100 включає в себе джерело 110 іонів, запірний клапан 120, відхиляючі магніти 130 для відхилення лінії пучка низької енергії, опорний ізолятор 140, прискорювач 150 високої енергії, запірний клапан 160, трубку- нейтралізатор (показана схематично) 170, роздільний магніт (показаний схематично) 180, запірний клапан 190, панелі 200 ії 202 для відкачування, вакуумний бак 210 (який є частиною вакуумного резервуара 250, поясненого нижче), кріосорбційні насоси 220 і триплет квадрупольних лінз 230. Інжектор 100, як відмічено вище, містить джерело 110 іонів,
Зо прискорювач 150 і нейтралізатор 170 для того, щоб формувати пучок нейтральних частинок приблизно в 5 МВт з енергією приблизно в 0,50-1,0 МеВ. Джерело 110 іонів знаходиться у вакуумному баку 210 і формує пучок негативних іонів на 9 А. Вакуумний бак 210 зміщується до - 880 кВ, тобто відносно землі, і встановлений на ізоляційних опорах 140 всередині баку 240 більшого діаметра, заповненого газом 5Еб. Іони, сформовані за допомогою джерела іонів, 35 попередньо прискорюються до 120 кеВ перед інжекцією в прискорювач 150 високої енергії за допомогою електростатичного передприскорювача 111 на основі багатоапертурної сітки (див. фіг. 9) в джерелі 110 іонів, яке використовується для того, щоб витягувати пучок іонів з плазми і прискорювати до деякої частки необхідної енергії пучка. Пучок в 120 кеВ з джерела 110 іонів проходить через пару відхиляючих магнітів 130, які надають можливість пучку зсуватися з осі 40 перед надходженням в прискорювач 150 високої енергії. Панелі 202 для відкачування, показані між відхиляючими магнітами 130, включають в себе перегородку і цезієву пастку.
Допускається, що ефективність використання газу джерела 110 іонів становить приблизно 96. Планований струм пучка негативних іонів в 9-10 А відповідає напуску газу 6-7 І"Торр/с в джерелі 110 іонів. Нейтральний газ, який витікає з джерела 110 іонів, підвищує свій середній тиск в передприскорювачі 111 приблизно до 2х107 Торр. При цьому тиску нейтральний газ приводить до «-1095-их втрат на обдирання пучка іонів в передприскорювачі 111. Між відхиляючими магнітами 130 передбачені скидання (не показані) для нейтральних частинок, які є наслідком первинного пучка негативних іонів. Також передбачені скидання (не показані) для позитивних іонів, зворотно протікаючих з прискорювача 150 високої енергії. Область 205 лінії транспортування пучка низької енергії з диференціальним відкачуванням з панелей 200 для відкачування використовується відразу після попереднього прискорення, щоб знижувати тиск газу до «10-6 Торр до того, як він досягає прискорювача 150 високої енергії. Це вводить додаткові втрати пучка в «5 95, але оскільки це відбувається при низькій енергії попереднього прискорення, втрати потужності є відносно невеликими. Втрати на перезарядження в прискорювачі 150 високої енергії нижче 1 95 при фоновому тиску в 106 Торр.
Після прискорення до повної енергії в 1 МеВ пучок надходить в нейтралізатор 170, в якому він частково перетворюється в пучок нейтральних частинок. Види іонів, які залишилися, розділяються за допомогою магніту 180 і направляються в перетворювачі електростатичної енергії (не показані). Пучок нейтральних частинок проходить через запірний клапан 190 і бо надходить в плазмову камеру 270.
Вакуумний резервуар 250 розбивається на дві секції. Одна секція містить передприскорювач 111 ї лінію 205 пучка низької енергії в першому вакуумному баку 210. Інша секція розміщує лінію 265 пучка високої енергії, нейтралізатор 170 і перетворювачі/рекуператори енергії заряджених частинок у другому вакуумному баку 255. Секції вакуумного резервуара 250 з'єднуються через камеру 260 з трубкою-прискорювачем 150 високої енергії всередині.
Перший вакуумний бак 210 є вакуумною межею передприскорювача 111 і лінії 205 пучка низької енергії, і в баку або зовнішньому резервуарі 240 більшого діаметра створюється підвищений тиск 5Еє для ізоляції високої напруги. Вакуумні баки 210 ії 255 виступають як опорна конструкція для внутрішнього обладнання, такого як магніти 130, кріосорбційні насоси 220 і т. д.
Відведення тепла з внутрішніх компонентів, які переносять тепло, повинно здійснюватися за допомогою охолоджувальних трубок, які повинні мати розриви ізоляції у випадку першого вакуумного баку 210, який зміщується до -880 кВ.
Джерело іонів
Принципова схема джерела 110 іонів показана на фіг. 9. Джерело іонів включає в себе: електростатичні багатоапертурні попередньо прискорюючі сітки 111, керамічні ізолятори 112, радіочастотні плазмові формувачі 113, постійні магніти 114, плазмовий бокс 115, канали і колектори 116 для охолоджувальної води і газові клапани 117. У джерелі 110 іонів цезована молібденова поверхня плазмових попередньо прискорюючих сіток 111 використовується для того, щоб перетворювати позитивні іони і нейтральні атоми, що утворюються за допомогою плазмових формувачів 113, в негативні іони в об'ємі розширення плазми (об'ємі між формувачами 113 і сітками 111, що указується за допомогою дужки з міткою "РЕ" на фіг. 9) з утриманням в формі магнітної багатополюсної лопаті, як забезпечується за допомогою постійних магнітів 114.
Напруга позитивного зміщення для прийому електронів в плазмових попередньо прискорюючих сітках 111 застосовується до оптимізованих умов для формування негативних іонів. Надання геометричних форм апертурам 1118 у плазмових попередньо прискорюючих сітках 111 використовується для того, щоб фокусувати іони Н: в апертури 1118 витягувальної сітки. Невеликий поперечний магнітний фільтр, сформований за допомогою зовнішніх постійних магнітів 114, використовується для того, щоб знижувати температуру електронів, що
Зо розсіюються з області формувача або області РЕ плазмового емітера плазмового боксу 115 в область ЕК витягування плазмового боксу 115. Електрони в плазмі відбиваються від області ЕК витягування за допомогою поля невеликого поперечного магнітного фільтра, сформованого за допомогою зовнішніх постійних магнітів 114. Іони прискорюються до 120 кеВ перед інжекцією в прискорювач 150 високої енергії за допомогою плазмових сіток 111 електростатичного багатоапертурного передприскорювача в джерелі 110 іонів. Перед прискоренням до високої енергії пучок іонів має діаметр приблизно 35 см. Джерело 110 іонів, отже, повинне формувати 26 мА/см? в апертурах 11188 за умови 33 95-0ї прозорості в плазмових сітках 111 передприскорювача.
Плазма, яка надходить в плазмовий бокс 115, формується за допомогою решітки плазмових формувачів 113, встановлених на задньому фланці 115А плазмового боксу, яким переважно є циліндрична мідна камера з водяним охолоджуванням (700 мм в діаметрі на 170 мм в довжину).
Відкритий кінець плазмового боксу 115 обмежується за допомогою плазмових сіток 111 передприскорювача системи прискорення і витягування.
Передбачається, що негативні іони повинні формуватися на поверхні плазмових сіток 111, які покриті тонким шаром цезію. Цезій вводиться в плазмовий бокс 115 за допомогою використання системи подачі цезію (не показана на фіг. 9).
Джерело 110 іонів оточене постійними магнітами 114 так, що воно утворює конфігурацію з лінійними вістрями для утримувань плазми і первинних електронів. Колонки 114А магнітів на циліндричній стінці плазмового боксу 115 з'єднуються в задньому фланці 115А за допомогою рядів магнітів 114В, які також мають лінійно-загострену конфігурацію. Магнітний фільтр біля площини плазмових сіток 111 розділяє плазмовий бокс 115 на плазмовий емітер РЕ і область
ЕК витягування. Магніти 114С у фільтрі встановлюються у фланці 111А поруч з плазмовими сітками 111, щоб надавати поперечне магнітне поле (8-107 Гс в центрі), яке служить для того, щоб запобігати досягненню області ЕК витягування за допомогою первинних електронів великої енергії, що виходять з формувачів 113 іонів. Проте, позитивні іони і електрони низької енергії можуть розсіюватися через фільтр в області ЕК витягування.
Система 111 витягування і попереднього прискорення на основі електродів містить п'ять електродів 111С, 1110, 111Е, 111Е ї 1110, кожний з яких має 142 отвори або апертури 1118, які утворені ортогонально в них і використовуються для того, щоб надавати пучок негативних іонів. бо Витягувальні апертури 1118 мають діаметр 18 мм, так що загальна площа витягування іонів цих
142 витягувальних апертур становить приблизно 361 см. Густина негативного іонного струму становить 25 мА/см-, і потрібно формувати пучок іонів на 9 А. Магнітне поле магнітів 114С в фільтрі надходить в проміжки між електростатичними витягувальними і попередньо прискорюючими сітками 111, щоб відхиляти електрони, які спільно витягуються на пази у внутрішній поверхні апертур 1118 у витягувальних електродах 111сС, 1110 і 111Е. Магнітне поле магнітів в магнітному фільтрі 114С разом з магнітним полем додаткових магнітів 1140 надає відхилення і перехоплення електронів, що спільно витягуються з негативними іонами. Додаткові магніти 1140 включають в себе решітку магнітів, встановлених між тримачами електродів 111Е і 1110 прискорювача прискорюючої сітки, розташованої нижче від витягувальної сітки, що містить витягувальні електроди 111С, 1110 ії 111ЄЕ. Третій сітчастий електрод 111Е, який прискорює негативні іони до енергії 120 кеВ, позитивно зміщується від заземленого сітчастого електрода 1110, щоб відображати зворотно протікаючі позитивні іони, які надходять в попередньо прискорюючу сітку.
Плазмові формувачі 113 включають в себе дві альтернативи, а саме: радіочастотний плазмовий формувач і атомарний формувач на основі дугового розряду. Розроблений ВІМР плазмово-дуговий генератор на основі дугового розряду використовується в атомарному формувачеві. Ознака плазмового генератора на основі дугового розряду полягає в утворенні направленого плазмового струменя. они в струмені, що розширюється, переміщуються без зіткнень і внаслідок прискорення за допомогою падіння амбіполярного плазмового потенціалу одержують енергії в 5-20 еВ. Плазмовий струмінь може бути направлений на похилу молібденову або танталову поверхню перетворювача (див. 320 на фіг. 10), на якій в результаті нейтралізації і відбиття струменя формується потік атомів водню. Енергія атомів водню може бути збільшена за рамки початкових 5-20 еВ за допомогою негативного зміщення перетворювача відносно плазмового боксу 115. Експерименти з одержання інтенсивних потоків атомів з таким перетворювачем проведені в Інституті Виакег в 1982-1984 роках.
На фіг. 10 розроблене компонування джерела атомів 300 низької енергії показане як таке, що включає в себе газовий клапан 310, катодну вставку 312, електричний вивід в нагрівник 314, колектори 316 охолоджувальної води, електронний емітер 318 їавВвб ії іонно-атомний перетворювач 320. В експериментах сформовані потік атомів водню з еквівалентним струмом в 20-25 А і енергія, що варіюється в діапазоні від 20 еВ до 80 еВ, з ефективністю більше 50 95.
Таке джерело може бути використане в джерелі негативних іонів, щоб забезпечувати атоми енергією, оптимізованою для ефективного формування негативних іонів на цезованій поверхні плазмових сіток 111.
Лінія транспортування пучка низької енергії
Іони Н", сформовані і попередньо прискорені до енергії 120 кеВ за допомогою джерела 110 іонів при проходженні вздовж лінії 205 транспортування пучка низької енергії, зміщуються перпендикулярно до свого напрямку руху на 440 мм з відхиленням за допомогою периферійного магнітного поля джерела 110 іонів і за допомогою магнітного поля двох спеціальних клиноподібних відхиляючих магнітів 130. Це зміщення пучка негативних іонів в лінії 205 транспортування пучка низької енергії (як проілюстровано на фіг. 11) надається для того, щоб розділяти області джерела 110 іонів і прискорювача 150 високої енергії. Це зміщення використовується для того, щоб не допускати проникнення швидких атомів, що з'явилися внаслідок обдирання пучка Н", на залишковому водні в прискорюючій трубці 150, зменшувати потоки цезію і водню з джерела 110 іонів в прискорюючу трубку 150, а також для затримання потоку вторинних іонів з прискорюючої трубки 150 в джерело 110 іонів. На фіг. 11 показані обчислені траєкторії іонів Н: в лінії транспортування пучка низької енергії.
Тракт для пучка високої енергії
Пучок низької енергії, що виходить з лінії пучка низької енергії, надходить в традиційний електростатичний багатоапертурний прискорювач 150, показаний на фіг. 12.
Результати обчислення прискорення пучка негативних іонів на 9 А з урахуванням частки просторового заряду показані на фіг. 13. Іони прискорюються від енергії в 120 кеВ до 1 МеВ.
Прискорюючий потенціал на трубці 150 становить 880 кВ, а крок потенціалу між електродами становить 110 кВ.
Обчислення показують, що напруженість поля не перевищує 50 кВ/см в оптимізованій прискорюючій трубці 150 на електродах в зонах можливого протікання електронного розряду.
Після прискорення пучок проходить через триплет 230 промислових традиційних квадрупольних лінз 231, 232 і 233 (фіг. 14), які використовуються для того, щоб компенсувати незначне розфокусування пучка на виході прискорюючої трубки 150 і утворювати пучок з переважним розміром на вихідному порті. Триплет 230 встановлюється у вакуумному баку 255 бо лінії 265 транспортування пучка високої енергії. Кожна з квадрупольних лінз 231, 232 і 233 включає в себе традиційний набір квадрупольних електромагнітів, які формують звичайні магнітні фокусуючі поля, що забезпечуються у всіх сучасних традиційних прискорювачах частинок.
Обчислені траєкторії пучка негативних іонів на 9 А з поперечною температурою 12 еВ в прискорюючій трубці 150, квадрупольних лінзах 230 і лінії 265 транспортування пучка високої енергії показані на фіг. 15. Обчислення відповідає пучку за межами його фокусуючої точки.
Обчислений діаметр пучка нейтральних частинок з еквівалентним струмом в бА після нейтралізатора на відстані 12,5 м на напіввисоті радіального профілю становить 140 мм, і 95 Фо струму пучка знаходяться в колі діаметром в 180 мм.
Нейтралізація
Нейтралізатор 170 на основі фотовідщеплення, вибраний для системи пучка, дозволяє досягати більше, ніж 95 95-ого обдирання пучка іонів. Нейтралізатор 170 містить решітку ксенонових ламп і циліндричну світлову пастку зі стінками з високим ступенем відбиття, щоб надавати необхідну густину фотонів. Охолоджувані дзеркала з коефіцієнтом відбиття, що перевищує 0,99, використовуються для того, щоб забезпечувати потік потужності на стінках приблизно в 70 кВт/см7. В альтернативі, замість цього може бути використаний плазмовий нейтралізатор з використанням традиційної технології, але за рахунок незначного зниження ефективності. Однак, ефективність нейтралізації в «85 95 плазмового елемента є повністю достатньою, якщо система відновлення енергії має ефективність 295 95, відповідно до прогнозів.
Плазма в плазмовому нейтралізаторі утримується в циліндричній камері 175 з багатополюсним магнітним полем на стінках, яке формується за допомогою решіток постійних магнітів 172. Загальний вигляд утримуючого пристрою показаний на фіг. 16. Нейтралізатор 170 включає в себе колектори 171 охолоджувальної води, постійні магніти 172, катодні зборки 173 і катоди 174 І авб.
Циліндрична камера 175 має довжину 1,5-2 м і має отвори на кінцях для проходження пучка.
Плазма формується за допомогою використання декількох катодних зборок 173, встановлених в центрі утримуючої камери 175. Робочий газ подається біля центра пристрою 170. В експериментах з прототипом такого плазмового нейтралізатора 170 потрібно зазначити, що
Зо утримання електронів за допомогою багатополюсних магнітних полів 172 на стінках є досить хорошим і значно краще утримання іонів плазми. Щоб вирівнювати втрати іонів і електронів, в плазмі розвивається значний негативний потенціал, так що іони ефективно утримуються за допомогою електричного поля.
Досить тривале утримання плазми приводить до відносно низького рівня потужності розряду, необхідного для того, щоб підтримувати густину плазми приблизно в 103 см в нейтралізаторі 170.
Рекуперація енергії
Існують об'єктивні причини досягнення високої ефективності використання потужності в наших умовах. Передусім, це наступне: відносно невеликий струм пучка іонів ії розсіяння при низькій енергії. У схемі, що описується в даному документі, при використанні плазмових або пароподібних металевих мішеней можна чекати, що залишковий струм іонів повинен становити «3 А після нейтралізатора. Ці потоки відведених іонів з позитивним або з негативним зарядом повинні відхилятися через відхиляючий магніт 180 до двох рекуператорів енергії, по одному для позитивних і негативних іонів, відповідно. Проведені чисельні моделювання сповільнення цих залишкових пучків відведених іонів типово з енергією в 1 МеВ і ЗА в прямих перетворювачах в рекуператорах без компенсації просторового заряду. Прямий перетворювач перетворює істотну частину енергії, що міститься в залишковому пучку відведених іонів, безпосередньо в електрику і подає іншу частину енергії як високоякісне тепло для включення в тепловий цикл. Прямі перетворювачі відповідають конструкції електростатичного багатоапертурного уповільнювача, внаслідок чого послідовні секції заряджених електродів формують подовжні пробійні поля і поглинають кінетичну енергію іонів.
Фі. 17 показує результати двовимірних обчислень сповільнення пучка іонів в перетворювачі. З представлених обчислень слідує, що сповільнення пучка іонів з енергією в 1
МеВ до енергії в 30 кеВ повністю здійсненне, так що може бути одержане значення коефіцієнта рекуперації в 96-97 95.
Попередні спроби розробки інжекторів пучка нейтральних частинок з високим рівнем потужності на основі негативних іонів проаналізовані, щоб розкривати критичні проблеми, які досі заважають досягненню інжекторів зі стабільною роботою в сталому режимі «1 МеВ і потужністю в декілька МВт. З найважливіших виділимо наступні:
- Керування шаром цезію, а також втратами і повторним осадженням (керування температурою і т. д.) - Оптимізація поверхневого формування негативних іонів для витягування - Розділення спільно протікаючих електронів - Негомогенність профілю іонного струму в плазмовій сітці внаслідок внутрішніх магнітних полів - Низька густина іонного струму - Прискорювачі ускладнюються, і множина нових технологій як і раніше розробляється (здатність утримання низької напруги, великі ізолятори і т. д.) - Зворотне протікання позитивних іонів - Вдосконалені технології нейтралізаторів (плазми, фотонів) не демонструються в релевантних умовах - Перетворення енергії не пророблене в достатній мірі - Блокування пучка в тракті
Інноваційні вирішення проблем, передбачених в даному документі, можуть бути груповані згідно 3 системою, з якою вони з'єднуються, а саме: джерело негативних іонів, витягування/прискорення, нейтралізатор, енергетичні перетворювачі і т. д. 1.0 Джерело 110 негативних іонів: 1.1. Підтримується підвищена температура внутрішніх стінок плазмового боксу 115 і плазмових формувачів 113 (150-200 "С), щоб запобігати накопиченню цезію на їх поверхнях.
Підвищена температура: - запобігає некерованому вивільненню цезію внаслідок десорбції/розпилення і зниження його проникнення в іонну оптичну систему (сітки 111), - зменшує абсорбцію і рекомбінацію атомів водню в шарі цезію на стінках, - зменшує споживання і отруєння цезію.
Щоб досягати цього, високотемпературне текуче середовище циркулює через всі компоненти. Температура поверхонь додатково стабілізується через керування з активним зворотним зв'язком, тобто: тепло відводиться або додається в ході роботи в СМ/-режимі і в перехідних режимах. На відміну від цього підходу, всі інші існуючі і заплановані інжектори пучка
Зо використовують пасивні системи з водяним охолоджуванням і тепловими пробоями між охолоджувальними трубками і корпусами гарячого електрода. 1.2. Цезій подається через розподільний колектор безпосередньо на поверхню плазмових сіток 111, а не в плазму. Подача цезію через розподільний колектор: - забезпечує керовану і розподілену подачу цезію протягом всього часу активації пучка, - запобігає нестачі цезію типово внаслідок блокування за допомогою плазми, - знижує вивільнення цезію з плазми після його накопичення і розблокування в ході тривалих імпульсів.
На відміну від цього, існуючі джерела іонів подають цезій безпосередньо в розрядну камеру. 2.0 Передприскорювач 111 (100 кеВ): 2.1. Магнітне поле, що використовується для того, щоб відхиляти спільно витягувані електрони в областях витягування і попереднього прискорення іонів, формується за допомогою зовнішніх магнітів, а не за допомогою магнітів, вбудованих в корпус сітки, як виконано в попередніх конструкціях: - лінії магнітного поля в проміжках високої напруги між сітками є повністю увігнутими в напрямку негативно зміщених сіток, тобто в напрямку плазмової сітки у витягувальному проміжку і в напрямку витягувальної сітки в попередньо прискорюючому проміжку. Увігнутість ліній магнітного поля в напрямку негативно зміщених сіток запобігає появі локальних пасток
Пенінга в проміжках високої напруги і уловлюванню/розмноженню спільно витягуваних електронів, що може відбуватися в конфігураціях з вбудованими магнітами. - електроди іонної оптичної системи (105) (сітки 111) без вбудованих "низькотемпературних"
МІВ-магнітів можуть бути нагріті до підвищеної температури (150-200 С) і забезпечують можливість відведення тепла в ході тривалих імпульсів за допомогою використання гарячої (100-150 "С) рідини. - відсутність вбудованих магнітів залишає вільне місце між апертурами випромінювання сіток і дозволяє введення каналів для ефективнішого нагрівання/охолоджування електродів.
На відміну від цього, попередні конструкції використовують магніти, вбудовані в тіло сітки.
Це приводить до створення статичних магнітоелектричних пасток в проміжках високої напруги, які вловлюють і збільшують спільно витягувані електрони. Це може приводити до значного зниження струму витягуваного пучка. Це також перешкоджає роботі в режимі підвищеної температури, як і належної продуктивності нагрівання/охолоджування, що є критичним для роботи в режимі тривалих імпульсів. 2.2. Завжди підтримується підвищена температура всіх електродів іонної оптичної системи (сітки 111) (150-200 "С), щоб запобігати накопиченню цезію на їх поверхнях і підвищувати інтенсивність високої напруги витягувальних і попередньо прискорюючих проміжків. На відміну від цього, в традиційних конструкціях електроди охолоджуються за допомогою води. Електроди мають підвищені температури, оскільки існують теплові пробої між охолоджувальними трубками і тілами електрода, і відсутній активний зворотний зв'язок. 2.3. Початкове прогрівання сіток 111 при запуску і відведення тепла протягом фази активації пучка виконується за допомогою пропущення гарячої рідини з керованою температурою через внутрішні канали в сітках 111. 2.4. Газ додатково накачується із попередньо прискорюючого проміжку через простір збоку і великі отвори в тримачах сітки, щоб знижувати тиск газу вздовж лінії пучка і затримувати обдирання негативних іонів і формування/розмноження вторинних частинок в проміжках. 2.5. Включення позитивно зміщених сіток 111 використовується для того, щоб відштовхувати зворотно протікаючі позитивні іони. 3.0 Прискорювач 150 високої напруги (1 МеВ): 3.1. Прискорювач 150 високої напруги не зв'язаний безпосередньо з джерелом іонів, а відділений від джерела іонів за допомогою перехідної зони (лінії транспортування пучка низької енергії - ГЕВТ 205) з відхиляючими магнітами 130, вакуумними насосами і цезієвими пастками.
Перехідна зона: - перехоплює і видаляє більшість спільно протікаючих частинок, що включають в себе електрони, фотони і нейтральні частинки з пучка, - відкачує газ, що виділяється з джерела 110 іонів, і запобігає досягненню ним прискорювача 150 високої напруги, - запобігає витіканню цезію з джерела 110 іонів і проникненню в прискорювач 150 високої напруги, - запобігає надходженню електронів і нейтральних частинок, що формуються за допомогою обдирання негативних іонів, в прискорювач 150 високої напруги.
Зо У попередніх конструкціях джерело іонів безпосередньо з'єднане з прискорювачем високої напруги. Це приводить до піддавання прискорювача високої напруги тому, що газ, заряджені частинки і цезій витікають з джерела іонів і втікають в нього. Ці сильні перешкоди зменшують здатність утримування напруги прискорювача високої напруги. 3.2. Відхиляючі магніти 130 в ГЕВТ 205 відхиляють і фокусують пучок по осі прискорювача.
Відхиляючі магніти 130: - компенсують всі зміщення і відхилення пучка під час транспортування через магнітне поле джерела 110 іонів, - зміщення між осями передприскорювача і прискорювача 111 і 150 високої напруги зменшує надходження спільно протікаючих частинок в прискорювач 150 високої напруги і запобігає зворотному протіканню сильноприскорених частинок (позитивних іонів і нейтральних частинок) в передприскорювач 111 і джерело 110 іонів.
На відміну від цього попередні системи не мають фізичного розділення між стадіями прискорення і, як наслідок, не надають можливість осьових зміщень, як показано в даному документі. 3.3. Магніти лінії 205 пучка низької енергії фокусують пучок на вході одноапертурного прискорювача 150: - Фокусування пучка сприяє гомогенності пучка, що надходить в прискорювач 150, порівняно з системами на основі багатоапертурної сітки. 3.4. Застосування одноапертурного прискорювача: - спрощує системне поєднання і фокусування пучка - сприяє відкачуванню газу і видаленню вторинних частинок з прискорювача 150 високої енергії - зменшує втрати пучка на електродах прискорювача 150 високої енергії. 3.5. Магнітні лінзи 230 використовуються після прискорення, щоб компенсувати перефокусування в прискорювачі 150 і утворювати квазіпаралельний пучок.
У традиційних конструкціях немає засобів для фокусування пучка і відхилення, за винятком самого прискорювача. 4.0. Нейтралізатор 170: 4.1. Плазмовий нейтралізатор на основі багатовістряної системи утримання плазми з 60 постійними магнітами сильних полів на стінках;
- підвищує ефективність нейтралізації, - мінімізує загальні втрати інжектора пучка нейтральних частинок.
Ці технології ніколи не розглядалися для застосування в серійних інжекторах пучка нейтральних частинок. 4.2. Фотонний нейтралізатор - фотонна пастка на основі циліндричного резонатора зі стінками з високим ступенем відбиття і відкачування за допомогою лазерів з високою ефективністю: - додатково підвищує ефективність нейтралізації, - додатково мінімізує загальні втрати інжектора пучка нейтральних частинок.
Ці технології ніколи не розглядалися для застосування в серійних інжекторах пучка нейтральних частинок. 5.0. Рекуператори: 5.1. Застосування рекуператораб(ів) залишкової енергії іонів: - підвищує загальну ефективність інжектора.
На відміну від цього, рекуперація взагалі не передбачається в традиційних конструкціях.
Бібліографічний список
П.Л1 У. МУ. АЇмаге7, Кем. збі. Іп5ігит. 22, 705 (1951 рік) (24) К.Нетзхуонпі еї аї., Кеум. 5бс. Іпбігит., тому 67, стор. 1120 (1996 рік)
ІЗ. Сарійеїй М. і Согзхе 3., ІЄЕЕ Тгапз оп Ріазіта зсі, 33, номер 6, стор. 1832-1844 (2005 рік) (44 Нетвмогій К. 5., Іпоце Т., ІЄЕЕ Тгапо оп Ріазта зсі, 33, номер 6, стор. 1799-1813 (2005 рію)
ІБ.) В. Каззег, у. мап Ууиппік і У). Го5, Зигї. Зсі. 118 (1982), стор. 697 (1982 рію)
І6.Ї У. Окитига, Н. Напада, Т. Іпоце еї а. АІР Сопі. Ргосеедіпо5 2 210, Нью-Йорк, стор. 169- 183 (1990 рію) 7/4) 9. Капеко, У. Такеїгі, К. Твутогі, М. ОКа і М. Озакабе еї аї!., "Епдіпеегіпу ргозресів ої педаїїме-іоп-базед пештга!І беат іпівесіоп зубієт Пот підп ромег орегаїйоп Тог Ше Іагде Пеїсаї демісе", Мисі. Ри5., тому 43, стор. 692-699, 2003 рік
Хоча винахід допускає різні модифікації і альтернативні форми, його конкретні приклади показані на кресленнях і детально описані в даному документі. Всі посилання визначено
Зо повністю містяться в даному документі. Проте, потрібно розуміти, що винахід не обмежений конкретними розкритими формами або способами, а навпаки, винахід повинен охоплювати всі модифікації, еквіваленти і альтернативи, що потрапляють в межі суті і об'єму прикладеної формули винаходу.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУ1. Інжектор пучка на основі негативних іонів, який містить: - джерело (110) іонів, виконане з можливістю формувати пучок негативних іонів; - передприскорювач (111), пов'язаний з джерелом іонів; - прискорювач (150), причому прискорювач просторово відділений від джерела іонів за допомогою перехідної зони; і - пару відхиляючих магнітів (130), розміщених між передприскорювачем і прискорювачем, причому пара відхиляючих магнітів надає можливість пучку з передприскорювача зміщуватися з осі перед надходженням у прискорювач.2. Інжектор за п. 1, в якому джерело іонів включає в себе плазмову камеру і плазмові формувачі, при цьому внутрішні стінки плазмової камери (115) і плазмові формувачі (113) виконані з можливістю функціонувати при підвищених температурах близько 150-200 "С для запобігання накопиченню цезію на їх поверхнях.З. Інжектор за одним з пп. 17 або 2, в якому передприскорювач містить електростатичну багатоапертурну сітку в джерелі іонів.4. Інжектор за п. 2, в якому плазмова камера і формувачі включають в себе колектори і проходи (116) для текучих середовищ для циркуляції високотемпературного текучого середовища.5. Інжектор за п. 3, який додатково містить розподільний колектор для прямої подачі цезію на плазмові сітки (111) прискорювача.6. Інжектор за п. 3, в якому передприскорювач включає в себе зовнішні магніти (114), щоб відхиляти спільно витягувані електрони в областях витягування і попереднього прискорення іонів.7. Інжектор за п. 3, який додатково містить систему відкачування (190, 200, 202), щоб відкачувати газ з проміжку попереднього прискорення.8. Інжектор за п. 5, в якому плазмові сітки (111) позитивно зміщені, щоб відштовхувати зворотно протікаючі позитивні іони.9. Інжектор за будь-яким з пп. 1 або 2, в якому перехідна зона містить лінію (205) транспортування пучка низької енергії, причому перехідна зона містить лінію транспортування пучка низької енергії з відхиляючими магнітами (130), вакуумними насосами і цезієвими пастками, або причому перехідна зона містить лінію транспортування пучка низької енергії з вакуумними насосами, цезієвими пастками і відхиляючими магнітами, які відхиляють і фокусують пучок по осі прискорювача високої енергії.10. Інжектор за будь-яким з пп. 1, 2, 4-9, який додатково містить магнітні лінзи (230) після прискорювача, щоб компенсувати перефокусування в прискорювачі і утворювати квазіпаралельний пучок.11. Інжектор за будь-яким з попередніх пунктів, який додатково містить нейтралізатор (170), зв'язаний з прискорювачем.12. Інжектор за п. 11, в якому нейтралізатор включає в себе плазмовий нейтралізатор, який містить багатовістряну систему (175) утримання плазми з постійними магнітами (172) сильних полів на стінках, фотонний нейтралізатор, який містить циліндричний резонатор зі стінками з високим ступенем відбиття і відкачуванням за допомогою лазерів або фотонний нейтралізатор на основі циліндричного резонатора зі стінками з високим ступенем відбиття і відкачуванням за допомогою лазерів, причому коефіцієнт відбиття стінок вище 0,99.13. Інжектор за п. 12, який додатково містить рекуператор залишкової енергії іонів. 200 2 220 106 / / х д--у сшжеи / ри т, ві 7 | хх ЯВИ Я / 5 УК ИЙ ви ! у З ї М ! / м 255 ! 20 т й пятня Ж нд | 255 / ЕЕ щі р 00 дути Ге Я бе ан й ! в А ан мі сх їх і а пав й її Я вас М и тс и НИВИ Ди ІВ кс: ши чи В в ІН. АС М х Е і У ДІ Я С -- й М ссеея ях | ен) і а Ї Ї і КЛ М и еєтен вія дні нн І ДОД ес пд стен се та оо В Пт ою тя лена ЕЕ ЕЕ КН ПЕК Нв - те / , / і Й у; і І ! і і7. / / | р у і / 10 129 Ї 140 150...160 230 70 180 190 130Фіг. 1 шк Мини 220 - я дшшняй т 220 дове і ку ща ц Пк, у дея кор я у М Те во е по ее кож Я 240 й у в о. Ме Я й ке а іх шо и еВ саджтея вой М о. вести спо: М ша ви а а ; х т ха «КІ ай В х х ; р; . 150 «є є за р 40 ий Мо айФіг. 2 щи Кріогенний Скидання залишкових ніх Р ласоє, 7 Мейтралізатор Джерело вегативних іонів Капориметр Прискорюваєт клапан ; | і (в ре ів Ме рик вчи неККЯСИ й ди помреш ВК миши ЕК же -- т сут мини: щу квавани МиМните нн пкт як до і-й ОК ее М Кеск І еша ееееяЯ0сетьне й ДИ жи ев ПІ на нан а а С. се фс шо | д й Затвор їмФіг. 3ЛІНІЙНІ ВІСТРЯ В ШАХОВОМУ ПОРЯДКУ ВІСТРЯ Есть Ах плюси ВІСТРЯ В ШАХОВОМУ ПОРЯДКУ М для Кук рся КК» іш тих рр 5 й «щи Я ; іря ліНІЙНІ ВІСТРЯ |. Од ТЯ ше я реа я я й (2 я я Й ДОДАТКОВЕ ПОЛЕСФІЛЬТРА" зееРонвий У ВНАСЛІДОК МАГШТІВ ІЗ оХЖод гу СИ ЛІНІЙНИМИ ВІСТРЯМИ в М й ЛІНІЙНІ / КР ' ВІСТРЯ шк ДА ВІСТРЯ В АХОВОМУ ПОРЯДКУФіг. 4 03 пн а ' ! Ак 4 : | ооо В -й. 2 ЩІ. ще Уж шко х й, ! 5 Вл сі т я « « Є Ор В 015 Я Ко - Ф попередньо цезований «Но М щ 1 : дд Чезування при постійному М В ь . : струмі Н : | І! 005 5 10 15 29 25 зо Енергія палаючого потоку іонів з розрахунку на ядро атома, «ВФіг. 5Покриття С5 й Багатовістряна- . че 0 дугова камера Нлазмовий ІЇ і їх у и ! Я ЇЬ електрод «АК а. 00 Нитка розжарення "чек кій» ше фіоілакілчнн Єюрілия Магнітний фільтр п-я й , в Багатоапертурна раю ; кан пиву Їх ІВ В юю Гі ії ЩЕ ф ОА Ж олучжо й ЩО 25125 ск Ї Я Ж і: ги : : «0 НУ-ізопятор СУДИННА ЗБ Мало но ВЛК КЕ.Фіг. 6 «пнп НКАУ Каоааооаллоогдр Пучок пкт ух дя негативних їіоній донос юттеетт ноттннттое іт Коко коор 7 ; Гой ч Н . х є Пілазмена Витягува- Електронна. Заземиена м їй затримувальна. ДЕ сітка пьза сітка сіїжа сітка:Фіг. 7Вакуумний резерруар Вакуумний резервуар. для джерела нів дляскидання пучка Віликий генитовц й х й М пристрій Джерело Кріосорбційзий х Відхиняючий негативних іонів твсос маги для вів Дю у ї ие Скязаких р нк ІС сс пучка 2 ай Ван ето с з Ярі роти ви і: 2 вів ІВ пидииомюєвнит поеіов -- ВСІМ СЕ ев Кнсеснкня я; Се Яв'йфона трубі з . - ; Пор дяя Нейтралізатор 7 й новищНя Скидання ІЗапірний клапакі тнЖехцІ дан Запірний пучка Казоримето : клапаз , - , «ФВіг. ВА Взкуумний резервуар Відхиляючий Нзкуумний резервуяр для джерела В ідхилякиНи дня скидання пучка Й магніт для Монів. Шия Джерело У Крісосрбційний и Калориметр и вегативнихлонів насос Дрейфово Боликий гвинтовий пристрій мк Д. зе пок все хрубка. ЯежтевеняянЕня ср ве яз і 5 д Н й В Я соте гривни йо і : о ве М у ле Ме ри ве т вини ліж ! Е! Запірннй клапані поста юви звовее в уки ін я Е- ; папані З . тає! пев анитор а Дратр Тижекція ж | й І Іапірний сСкацдноня пучех. Ї | клапан | І Ії Ї ши Ї Н І.Фіг. 88 ї1ю ТА ій / Щі тт нео т ї- пад й І | і НВ хе КЕН 1448 і а ЦІ Ц пі в ух сив ! пі ма ше ше ШИ Й г ОН ве І: м ! | в НІ енняяй Пів и Й с зовііквех ій МЕ І; М Ї ПЕ ЖЙ, БАН рен «о пк ВН, Вон о | |і | / їй як | Об / А і свв |: 1б----йї Яні «щД Й я ; я у р її у нЕ -і во Ба ї п Іі п 144 Е й М. Ше ії я, ля | й хе сс щей ве ке їх ПЕ 1 з Бан сов тав ї яв- в МО м гі м. ї А ни ооо і. й я сх - Й ще пів ер вит ЩО я 1149 Кі я пт | її Ї» що ад и ї ни Я в! Ше весні і С на щи ше я і дерантекенн А ш о-В ЕЕ М пн Цін Кк ТУ й м ЛІТ Мо й: МІРА его; Ко і ше У х очна ння жкажжкняяй РЕ х ; ЕВ х іїв яФіг. 9 ж то зів 312 ПАНИ З і Орест БАННІ зи век) ння Кс сиве Й плин вино ни їі С й й г! ІМКМАКЦ р-ні зшКР Є Т се с С АВВЕНО ой ші шини: ШИ МКУ - й п ой х ше шк Дх З Й п де як - а пон ще. З ї но де ! ; ЩЕ ПААвх сій пс Зевс нни Фуретрт ее то Н і ГИ ЧО : і БЕН рент ч зів пеня ше вго г. їйМАСЗЕСЗО 15 О6-10-2009 15559 п Врат айзрой міб рт ша ню р ! 4 мю па та в -ЕШ п Р Й і о Да Ж дн Ж ща Ши я КЕ снення -вав І. у Ше Бен Я Ії й вин и КІ ї - Єсгот «1000 опоннютннтнн моти ннннннннння . . -ЩЮ Боб 1580 25 ЗБ дім) ї У! ав тя я мя ДЕ секту 15 о одн ксвкід а. отв. ек дню / ОМ он Ні шию щеня и и сади : г І Га - - ке ра / я Й пйнене й ко я дн Пи дк це ж ї ее 7 БИНТ Б. х ее ян р о І хі о ДАКя ІДИ - хі ПЕ» ї х ИЙ й ве : М ОК їх Ж ! У Р че й Н ще Ї ши цк і/ Ж ЩІ я Ше // Ше В о що /л М А і Го, я ЛІ СХ ВХ ИЙ Он ше ши і ж на 55 х Ка х ра х о о ди 7 «мг, 15 ЕЗАМ МТ 09-07-2009 18:36 0 Оват ішре їх За б І ЕБроріквцсм) - -25 Віник) фунттететт есте тет Кт нят тп ППП р пон і г | нти, Кк ри ручих оо А : ших Ше «жан є Ж. УХ о ооо 400, р у хифйкулнтє іх, Вовгс овЙ - й ші ; с хі КВ Н зов ра : і і МЕ кова і Й ни в вно оо а : й сини рр звивини з у падати ни ин кова ко М. КЛІК М ех огозовстокя а мл, УЕННЦНН - ік НН; ГАклнй яких В івоніні: АК, чо ява пани КУКА ЧА То Ук тіж дого щ- з кежавінчьвко данні и в сн жі допит тиитк 1 и їх ща МАМ Жи вий ка жкуєь» А чек ук и де КК тки сили жі МИЗВІ Ва се мах оо вія оте ді еніноян дккмі ок скіссвк жо Кк кт -і Гкстнннх чі п АДАМ ОК : асо осн да санівокь; -БО0 -РОв 106 490 7 Жремі ЕбовікВм) х 25Фіг. 15 ше КСО й ну, й зи / й ки ОМ В й | аву // дено Ця й ма ки і (2 КІ Її; Б щу 232 вм НУ х у Її Х й Ол зе 233 м оФіг. 14 МАСЗО 2.0 2808-2009 10:11 юп без (апзроп 10 Х (ммі ; : БОЮ і 1 о | 4 00 5 пиши за ! -1000 І : -і4500 й х ь х й х х Х 4500 5500 85о0 10509 Ж нм) МАСЗО 5.0 2408-2009 10:12 іп. Веага Бапаропй мій Хв , - . 250 сш - І ШИ Ще -150 250 250 500 5500 8500 0500 ЖОмміФіг. 13Ме ко.ее. же Я їв ул у р зи зх ! кто ра Й її оц дк «й х Ж - ячна Й Сех 122 124 Ме сте з ПИ У - в и шЙ К до ОД «от У с й т : й я ре: ай БО Вена ле Щи х шк Вхннй і «у р й воно - - пе КНестся й ве а т «о КИ / й А с оон ді ! «Я ка дя Іл ол с 20 й г пох т с- у кн ШИ Ш КК их М, м х Бе Ася що Б я 173 Б ДИ Б: г ра хх ВФіг. Іб ЕБАМ М1,6 25-09-2009 14:59 ітпехм За Ююп Бевп деассеіетайпо Ше ХО Ер (кв/ому т 20 Вімму р яТлтит Міо (из кА Ка КАХ В ЇЇ Ех: ум сн 215 фуд тот АЦЕА(МНАЮ) «17285 ; 4000 сн УТМАХМВ «| оду ії р "зВащмнАЮТИмМ ) 2111222 я ямкові я ЕЕ й В кімн ї-2339 750 ра о вні ту шт о нини В нн нин нн ння ЗЕД их500. рес нн нин ПТ дента 250 ! | р не ше», нн ОС ПЛ У сн» ЕЙ і і - ПКТ ра доба ЕЕ ит пн о ковани Нева ЕН -750 -й5О 250 750 1250 мм Ер (хрусму з -20Фіг. І?
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137795A RU2619923C2 (ru) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Инжектор пучка нейтральных частиц на основе отрицательных ионов |
US201361775444P | 2013-03-08 | 2013-03-08 | |
PCT/US2013/058093 WO2014039579A2 (en) | 2012-09-04 | 2013-09-04 | Negative ion-based neutral beam injector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA118959C2 true UA118959C2 (uk) | 2019-04-10 |
Family
ID=50191556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201503114A UA118959C2 (uk) | 2012-09-04 | 2013-04-09 | Інжектор пучка нейтральних частинок на основі негативних іонів |
Country Status (31)
Country | Link |
---|---|
EP (2) | EP3550571B1 (uk) |
JP (2) | JP6216380B2 (uk) |
KR (2) | KR102144601B1 (uk) |
CN (2) | CN107316662B (uk) |
AU (2) | AU2013312795B2 (uk) |
BR (2) | BR112015004801B1 (uk) |
CA (1) | CA2883669C (uk) |
CL (1) | CL2015000480A1 (uk) |
CY (1) | CY1125123T1 (uk) |
DK (2) | DK3550571T3 (uk) |
EA (2) | EA030239B1 (uk) |
ES (2) | ES2907075T3 (uk) |
HK (1) | HK1214675A1 (uk) |
HR (2) | HRP20220357T8 (uk) |
HU (2) | HUE058277T2 (uk) |
IL (2) | IL237570A (uk) |
LT (2) | LT3550571T (uk) |
MX (1) | MX345053B (uk) |
MY (1) | MY171879A (uk) |
NZ (3) | NZ705667A (uk) |
PE (1) | PE20151215A1 (uk) |
PH (2) | PH12015500403B1 (uk) |
PL (2) | PL3550571T3 (uk) |
PT (2) | PT2893536T (uk) |
RS (2) | RS58649B1 (uk) |
RU (1) | RU2619923C2 (uk) |
SG (2) | SG11201501587WA (uk) |
SI (2) | SI3550571T1 (uk) |
UA (1) | UA118959C2 (uk) |
WO (1) | WO2014039579A2 (uk) |
ZA (1) | ZA201502214B (uk) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9591740B2 (en) | 2013-03-08 | 2017-03-07 | Tri Alpha Energy, Inc. | Negative ion-based neutral beam injector |
JP6266399B2 (ja) * | 2014-03-26 | 2018-01-24 | 住友重機械工業株式会社 | 中性子捕捉療法装置 |
RU2696268C2 (ru) * | 2014-11-19 | 2019-08-01 | Таэ Текнолоджиз, Инк. | Фотонный нейтрализатор для инжекторов пучков нейтральных частиц |
CN106932808B (zh) * | 2015-12-30 | 2023-07-14 | 核工业西南物理研究院 | 一种长脉冲主动水冷量热靶大流量的异形水路结构 |
CN106935278B (zh) * | 2015-12-30 | 2019-03-26 | 核工业西南物理研究院 | 一种中性束注入器支撑与对接装置 |
CN106932809B (zh) * | 2015-12-30 | 2023-07-14 | 核工业西南物理研究院 | 一种w字形多板变角组合结构的主动水冷量热靶结构 |
CN106507576A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-03-15 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 金属氢化物离子源的离子过滤装置、方法及中子发生器 |
US9865433B1 (en) * | 2016-12-19 | 2018-01-09 | Varian Semiconductor Equipment Associats, Inc. | Gas injection system for ion beam device |
CN106783491A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 信利(惠州)智能显示有限公司 | 一种离子注入设备及其使用方法 |
CN107318213B (zh) * | 2017-07-06 | 2019-05-31 | 复旦大学 | 高电荷态离子的实验装置 |
CN107833817B (zh) * | 2017-10-18 | 2019-05-21 | 东莞中子科学中心 | 一种铯催化负氢离子潘宁源的除铯方法及除铯引出电源 |
CN107946159B (zh) * | 2017-11-24 | 2019-07-23 | 新奥科技发展有限公司 | 一种可调式离子源及静电约束聚变反应器 |
RU2683963C1 (ru) * | 2018-04-04 | 2019-04-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Импульсный генератор термоядерных нейтронов |
US11251075B2 (en) * | 2018-08-06 | 2022-02-15 | Mattson Technology, Inc. | Systems and methods for workpiece processing using neutral atom beams |
WO2020076727A1 (en) * | 2018-10-07 | 2020-04-16 | Horne Tanner L | Nuclear fusion reactor with toroidal superconducting magnetic coils implementing inertial electrostatic heating |
CN112151196A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 核工业西南物理研究院 | 一种具有三棱柱反射阵列的气体靶中性化器 |
US11678430B2 (en) | 2019-08-30 | 2023-06-13 | Tae Technologies, Inc. | Neutron generating target for neutron beam systems |
CN112927820B (zh) * | 2019-12-05 | 2024-07-16 | 核工业西南物理研究院 | 一种nnbi正负离子束偏及离子吞噬一体化结构 |
RU2735945C1 (ru) * | 2020-03-03 | 2020-11-11 | Игорь Васильевич ВИНЯР | Центробежный инжектор макрочастиц термоядерного топлива |
CN111741585B (zh) * | 2020-05-26 | 2021-09-03 | 中国原子能科学研究院 | 一种用于标记中子束无损检测的移动式d-t中子发生器 |
CN111755317B (zh) * | 2020-06-30 | 2023-03-14 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种用于二次离子质谱仪的射频负离子源 |
RU2020124384A (ru) | 2020-07-23 | 2022-01-26 | Таэ Текнолоджиз, Инк. | Системы, устройства и способы для снижения деформации и стойкости в металлических телах |
WO2023178004A1 (en) | 2022-03-14 | 2023-09-21 | The Trustees Of Princeton University | Planar coil stellarator |
WO2023178009A1 (en) | 2022-03-14 | 2023-09-21 | The Trustees Of Princeton University | System and method for stellarator neutron source |
GB2619948B (en) * | 2022-06-22 | 2024-06-12 | Fusion Reactors Ltd | Neutral beam injection apparatus and method |
Family Cites Families (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4093858A (en) * | 1977-06-06 | 1978-06-06 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Cesium injection system for negative ion duoplasmatrons |
US4127442A (en) * | 1977-06-16 | 1978-11-28 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Charge exchange cooling in the tandem mirror plasma confinement apparatus |
SU818366A1 (ru) * | 1979-09-17 | 1987-08-23 | Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе | Источник ионов |
JPS57191940A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-25 | Univ Kyoto | Negative hydrogen or heavy hydrogen ion source using semiconductor |
US4439395A (en) * | 1981-04-13 | 1984-03-27 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Neutral beamline with improved ion energy recovery |
US4588955A (en) * | 1983-06-01 | 1986-05-13 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Transverse field focused system |
JPH01213998A (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-28 | Japan Atom Energy Res Inst | 負イオン源を用いた中性粒子入射装置 |
JPH02183998A (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-18 | Hitachi Ltd | 中性粒子入射装置 |
US4960990A (en) * | 1989-12-26 | 1990-10-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Non coherent photoneutralizer |
RU2038708C1 (ru) * | 1992-01-16 | 1995-06-27 | Институт теоретической и экспериментальной физики | Ускоряющая структура для линейного резонансного ускорителя ионов с сеточной фокусировкой |
US5365070A (en) * | 1992-04-29 | 1994-11-15 | The Regents Of The University Of California | Negative ion beam injection apparatus with magnetic shield and electron removal means |
US5581156A (en) * | 1995-07-31 | 1996-12-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | HF sustained, DC discharge driven negative ion source with automatic control system |
JPH0980200A (ja) * | 1995-09-08 | 1997-03-28 | Nissin Electric Co Ltd | イオン発生装置 |
DE19653927C1 (de) * | 1996-10-21 | 1998-04-23 | Koenig & Bauer Albert Ag | Bogenbearbeitungsmaschine |
JP3789655B2 (ja) | 1998-09-03 | 2006-06-28 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | セシウム導入装置 |
JP2002022870A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-23 | Toshiba Corp | 中性粒子入射装置 |
US6534775B1 (en) * | 2000-09-01 | 2003-03-18 | Axcelis Technologies, Inc. | Electrostatic trap for particles entrained in an ion beam |
JP2003270400A (ja) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Taiyo Material:Kk | 中性子発生管用pig型負イオン源 |
JP4113772B2 (ja) * | 2002-12-26 | 2008-07-09 | 株式会社東芝 | 負イオン源および負イオンビーム発生方法 |
US6879109B2 (en) * | 2003-05-15 | 2005-04-12 | Axcelis Technologies, Inc. | Thin magnetron structures for plasma generation in ion implantation systems |
JP2005116312A (ja) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Toshiba Corp | マイクロ波プラズマ発生装置 |
EA018812B1 (ru) * | 2005-03-07 | 2013-10-30 | Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Калифорниа | Система для выработки электроэнергии из плазмы |
WO2006130475A2 (en) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Ionwerks, Inc. | Multi-beam ion mobility time-of-flight mass spectrometry with multi-channel data recording |
RU2429591C2 (ru) * | 2008-02-28 | 2011-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Способ нейтрализации объемного заряда ионных пучков в ионных электрических ракетных двигателях и устройство для его осуществления (варианты) |
BRPI0912981B1 (pt) * | 2008-05-22 | 2019-11-19 | Yegorovich Balakin Vladimir | aparelho para a injeção de um feixe de partícula carregada em um acelerador de um dispositivo de irradiação |
US8487278B2 (en) * | 2008-05-22 | 2013-07-16 | Vladimir Yegorovich Balakin | X-ray method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system |
US8309941B2 (en) * | 2008-05-22 | 2012-11-13 | Vladimir Balakin | Charged particle cancer therapy and patient breath monitoring method and apparatus |
US8237135B2 (en) * | 2009-01-22 | 2012-08-07 | Axcelis Technologies, Inc. | Enhanced low energy ion beam transport in ion implantation |
US8309936B2 (en) * | 2009-02-27 | 2012-11-13 | Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Ion deflector for two-dimensional control of ion beam cross sectional spread |
CA2754345C (en) * | 2009-03-04 | 2015-06-23 | Zakrytoe Aktsionernoe Obshchestvo Protom | Multi-field charged particle cancer therapy method and apparatus |
-
2012
- 2012-09-04 RU RU2012137795A patent/RU2619923C2/ru active
-
2013
- 2013-04-09 UA UAA201503114A patent/UA118959C2/uk unknown
- 2013-09-04 JP JP2015530153A patent/JP6216380B2/ja active Active
- 2013-09-04 SI SI201331969T patent/SI3550571T1/sl unknown
- 2013-09-04 LT LTEP19157605.7T patent/LT3550571T/lt unknown
- 2013-09-04 EA EA201590506A patent/EA030239B1/ru unknown
- 2013-09-04 KR KR1020157008630A patent/KR102144601B1/ko active Application Filing
- 2013-09-04 PT PT13765855T patent/PT2893536T/pt unknown
- 2013-09-04 KR KR1020207022598A patent/KR102208372B1/ko active IP Right Grant
- 2013-09-04 BR BR112015004801-3A patent/BR112015004801B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2013-09-04 EP EP19157605.7A patent/EP3550571B1/en active Active
- 2013-09-04 EA EA201890602A patent/EA039453B1/ru unknown
- 2013-09-04 ES ES19157605T patent/ES2907075T3/es active Active
- 2013-09-04 RS RS20190414A patent/RS58649B1/sr unknown
- 2013-09-04 HR HRP20220357TT patent/HRP20220357T8/hr unknown
- 2013-09-04 LT LTEP13765855.5T patent/LT2893536T/lt unknown
- 2013-09-04 SI SI201331426T patent/SI2893536T1/sl unknown
- 2013-09-04 DK DK19157605.7T patent/DK3550571T3/da active
- 2013-09-04 CA CA2883669A patent/CA2883669C/en active Active
- 2013-09-04 BR BR122020018713-1A patent/BR122020018713B1/pt active IP Right Grant
- 2013-09-04 SG SG11201501587WA patent/SG11201501587WA/en unknown
- 2013-09-04 NZ NZ705667A patent/NZ705667A/en unknown
- 2013-09-04 PT PT191576057T patent/PT3550571T/pt unknown
- 2013-09-04 SG SG10201705839PA patent/SG10201705839PA/en unknown
- 2013-09-04 WO PCT/US2013/058093 patent/WO2014039579A2/en active Application Filing
- 2013-09-04 HU HUE19157605A patent/HUE058277T2/hu unknown
- 2013-09-04 PL PL19157605T patent/PL3550571T3/pl unknown
- 2013-09-04 MY MYPI2015700550A patent/MY171879A/en unknown
- 2013-09-04 CN CN201710416714.4A patent/CN107316662B/zh active Active
- 2013-09-04 ES ES13765855T patent/ES2723201T3/es active Active
- 2013-09-04 NZ NZ745718A patent/NZ745718A/en unknown
- 2013-09-04 PL PL13765855T patent/PL2893536T3/pl unknown
- 2013-09-04 CN CN201380057640.XA patent/CN104903967B/zh active Active
- 2013-09-04 AU AU2013312795A patent/AU2013312795B2/en active Active
- 2013-09-04 HU HUE13765855A patent/HUE043299T2/hu unknown
- 2013-09-04 PE PE2015000285A patent/PE20151215A1/es active IP Right Grant
- 2013-09-04 RS RS20220258A patent/RS63056B1/sr unknown
- 2013-09-04 EP EP13765855.5A patent/EP2893536B1/en active Active
- 2013-09-04 NZ NZ733021A patent/NZ733021A/en unknown
- 2013-09-04 MX MX2015002783A patent/MX345053B/es active IP Right Grant
- 2013-09-04 DK DK13765855.5T patent/DK2893536T3/en active
-
2015
- 2015-02-24 PH PH12015500403A patent/PH12015500403B1/en unknown
- 2015-02-27 CL CL2015000480A patent/CL2015000480A1/es unknown
- 2015-03-04 IL IL237570A patent/IL237570A/en active IP Right Grant
- 2015-03-31 ZA ZA2015/02214A patent/ZA201502214B/en unknown
-
2016
- 2016-03-07 HK HK16102528.9A patent/HK1214675A1/zh unknown
-
2017
- 2017-08-18 AU AU2017216558A patent/AU2017216558B2/en active Active
- 2017-08-20 IL IL254061A patent/IL254061B/en unknown
- 2017-09-22 JP JP2017182033A patent/JP6549666B2/ja active Active
-
2018
- 2018-04-26 PH PH12018500893A patent/PH12018500893A1/en unknown
-
2019
- 2019-04-11 HR HRP20190684TT patent/HRP20190684T1/hr unknown
-
2022
- 2022-03-15 CY CY20221100205T patent/CY1125123T1/el unknown
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6549666B2 (ja) | 陰イオンに基づく中性ビーム入射器 | |
US10887976B2 (en) | Negative ion-based beam injector | |
Dudnikov | Methods of negative ion production | |
RU2741793C2 (ru) | Инжектор пучка нейтральных частиц на основе отрицательных ионов | |
Variale et al. | Secondary electrons problem study in beam energy recovery for fusion: Experimental apparatus | |
Dougar Jabon et al. | Stripping of ion beams by multiple passes through a plasma medium | |
Franzen et al. | A magnetic residual ion removal system with in-line ion dumps for the iter neutral beam injection system | |
Kaneko et al. | Fabrication of negative‐ion‐based neutral beam injector for large helical devices | |
KUNKEL | FUSION, VOLUME 1, PART B |