Устройство для получения высокотемпературной плазмы
Изобретение относится к области плазменной техники и управляемого термоядерного синтеза и может быть использовано для получения высокотемпературной плазмы и генерирования нейтронного излучения. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства путем устранения гальванической связи между источником электромагнитной энергии и источником начального магнитного поля. При введении начального магнитного поля в плазменную камеру ток источника протекает через дополнительный электрод и электрически соединенный с ним основной электрод камеры. Ввод начального магнитного поля происходит по двум параллельным каналам, образующим емкостной делитель напряжения, через изоляторы. Возникающее после включения источника электромагнитной энергии напряжение между основными электродами возбуждает разряд в объеме газа и по поверхностям изоляторов, что приводит к ионизации газа и появлению в нем проводимости, достаточной для вмораживания начального магнитного поля в образовавшуюся плазму. Нарастающее в камере давление магнитного поля ускоряет плазму и пропускает ее через сопло Лаваля. На выходе из сопла формируется ударная волна. 1 ил.
Изобретение относится к области плазменной техники и управляемого термоядерного синтеза и может быть использовано для получения высокотемпературной плазмы для излучения ее свойств, а также для генерации нейтрального излучения. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства путем устранения гальванической связи между источниками электрической энергии и начального магнитного поля. На чертеже показана схема, поясняющая принцип работы устройства. Устройство содержит источник 1 электромагнитной энергии, источник 2 начального магнитного поля, осесимметричную плазменную камеру и дополнительный электрод 3. Осесимметричная плазменная камера состоит из камеры 4 ускорения плазмы, образованной коаксиальными внутренним 5 и внешним 6 основными электродами, и камеры 7 торможения. Кольцевой зазор между основными электродами 5 и 6 выполнен в форме сопла 8 Лаваля, камера 7 торможения выполнена в виде кольцевого зазора между коаксиальными электродами устройства, являющимися продолжением основных электродов 5 и 6. Источник 1 подключен к основным электродам 5 и 6 со стороны камеры 4 ускорения. Основные электроды отделены друг от друга изоляторами 9 и 10. Осесимметричный дополнительный электрод 3, соосный с основными электродами 5 и 6, расположен таким образом, что внешний электрод 6 плазменной камеры находится между дополнительным 3 и внутренним 5 электродами, электрически соединенными между собой со стороны камеры ускорения плазмы. Источник 2 начального магнитного поля подсоединен к дополнительному 3 и внутреннему 5 электродам со стороны, противоположной их электрическому соединению, т. е. со стороны камеры торможения плазмы. Изолятор 11 отделяет дополнительный электрод 3 от внешнего электрода 6 плазменной камеры. Устройство работает следующим образом. В процессе введения начального магнитного поля в заполненную газом камеру электрический ток источника 2 начального магнитного поля протекает через дополнительный электрод 3 и электрически соединенный с ним внутренний электрод 5 плазменной камеры, в результате чего электрические цепи источников 1 и 2 оказываются развязанными по току, и поэтому выходной импеданс источника 1 может быть произвольным. Ввод начального магнитного потока в плазменную камеру происходит по двум параллельным каналам, образующим емкостный делитель напряжения, через изоляторы 9 и 10. Возникающее после включения источника 1 напряжение между основными электродами 5 и 6 возбуждает разряд в объеме газа и по поверхностям изоляторов 9 и 10, что приводит к ионизации газа и появлению в нем проводимости, достаточной для вымораживания начального магнитного поля в образовавшуюся плазму. Ток источника 1 замыкается через разряд в плазме, причем часть этого тока в случае малой величины импеданса источника 2 начального магнитного поля ответвляется в его электрическую цепь, которая параллельна с основной цепью тока источника 1. Введение дополнительного электрода и соединение его и источника начального магнитного поля в устройстве указанным образом позволяют развязать электрические цепи источников начального магнитного поля и электромагнитной энергии по току на стадии введения начального магнитного поля в объем плазменной камеры, т. е. устранить гальваническую связь между ними, что позволяет произвольно варьировать выходной импеданс источника электромагнитной энергии, не меняя электрической схемы и конструкции устройства в целом. Поскольку один из основных электродов камеры, гальванически не включенный в цепь начального тока, находится между другим основанием и дополнительным электродами, включенными в эту цепь, начальное магнитное поле вводится в весь объем плазменной камеры, так как этот объем охватывается коаксиальным контуром начального тока. Указанное подключение источника начального магнитного поля к дополнительному и одному из основных электродам не препятствует осуществлению ионизации газа, ускорения и нагрева плазмы с помощью источника электромагнитной энергии, поскольку этот источник подключен к основным электродам камеры, и его электрическая цепь замыкается при пробое и ионизации газа через ускоряемую плазму. Кроме того, введение дополнительного электрода и соединение его и источника начального магнитного поля указанным образом приводят к тому, что ввод начального магнитного потока в плазменную камеру осуществляется через два параллельных канала, образующих емкостной делитель напряжения (ввод начального магнитного потока происходит через изоляторы, отделяющие внутренний и внешний основные электроды плазменной камеры). В результате разность потенциалов между основными электродами плазменной камеры уменьшится и при соответствующем подборе плеч емкостного делителя может быть сделана равной нулю в самом опасном с точки зрения пробоев месте плазменной камеры в области сопла. Это позволяет либо повысить надежность работы устройства в результате снижения вероятности пробоев в объеме плазменной камеры и по поверхностям изоляторов в процессе введения начального магнитного поля, либо при неизменной ее надежности увеличить мощность источника начального магнитного поля.
Формула изобретения
Устройство для получения высокотемпературной плазмы, содержащее источник начального магнитного поля, источник электромагнитной энергии, осесимметричную плазменную камеру, состоящую из камеры ускорения плазмы, образованной подключенными к источнику электромагнитной энергии основными коаксиальными электродами, кольцевой зазор между которыми выполнен в форме сопла Лаваля, и камеры торможения плазмы, выполненной в виде кольцевого зазора между основными коаксиальными электродами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем устранения гальванической связи между источниками электромагнитной энергии и начального магнитного поля, устройство содержит осесимметричный дополнительный электрод, соосный основным электродам, один из основных электродов расположен между дополнительным и другим основным электродом, электрически соединенным с дополнительным, а источник начального магнитного поля подсоединен к дополнительному и основному электродам со стороны, противоположной их электрическому контакту.РИСУНКИ
Рисунок 1
